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Orbitalschweißen Innovative Schweißtechnik für Kraftwerkskomponenten

| Redakteur: Brigitte Michel

Für den französischen Schweißmaschinenhersteller Polysoude sind die Entwicklung und Herstellung von Maschinen für das Errichten und Instandhalten von Anlagen zum Erzeugen von Kernenergie nur ein Teil der umfangreichen Aktivitäten. Auch im herkömmlichen Kraftwerksbau bieten die Maschinen ein breites Anwendungsfeld.

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Rohr-Rohrboden-Einschweißungen mit oder ohne Zusatzwerkstoff durch entsprechende Orbitalschweißköpfe und Beschichten des Rohrbodens mit mechanisierten Schweißanlagen.
Rohr-Rohrboden-Einschweißungen mit oder ohne Zusatzwerkstoff durch entsprechende Orbitalschweißköpfe und Beschichten des Rohrbodens mit mechanisierten Schweißanlagen.
(Bild: Polysoude)

Schweißmaschinen sind beim Schwermaschinenbau kerntechnischer Komponenten ebenso unverzichtbar, wie bei den nichtnuklearen Anlagenteilen des Sekundärkreislaufes, wie Turbinen und Kondensatoren. Als Polysoude 1961 gegründet wurde, betrachtete man das WIG-Schweißen als äußerst exotisches Verfahren. Es ging nicht nur um die dazu notwendigen kostenintensiven Anlagen, sondern es waren auch die begrenzten Anwendungsmöglichkeiten, die sich auf das Fügen dünnwandiger Rohre in Einlagentechnik durch Strichraupen beschränkten und die geringe Produktivität des Verfahrens, die mögliche Investoren abschreckten. Letztlich waren es die einzigartige Verbindungsqualität der Schweißungen und der ungewöhnlich stabil verlaufende Prozess, die die frühen Pioniere dazu ermutigten, das Verfahren weiter zu entwickeln

Heute sind diese Vorbehalte längst überholt. Der Einsatz von gepulstem Schweißstrom ermöglicht das Schweißen in Zwangslagen und damit die Orbitaltechnik. Mit einer wirksamen Lichtbogenhöhensteuerung verbunden mit einem gependelten Brenner lassen sich mehrlagige Schweißungen ohne Unterbrechung ausführen. Die Weiterentwicklung der Stromquellen erschloss neue Anwendungsgebiete. So gehört das Schweißen von Aluminiumlegierungen mit Wechselstrom und Lichtbogenhöhensteuerung seit kurzer Zeit zum Stand der Technik. Mit dem Einsatz der Heißdrahttechnik endeten die Diskussionen um die niedrige Abschmelzleistung des WIG-Schweißens. Ergänzt durch eine Engspaltvorbereitung der Schweißfuge, kommen die Vorzüge des Verfahrens nun auch bei dickwandigen Werkstücke kostengünstig zum Tragen.

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Rohrverbindungen bei schwieriger Zugänglichkeit schweißen

Endlos drehbare Kollektorköpfe ermöglichen es, nicht nur Rohre innen und außen mit verschleißbeständigen Auftragschichten oder Pufferlagen zu versehen, sondern das Auftragschweißen auch an Werkstücken mit komplizierter Geometrie automatisch durchzuführen. Ausgestattet mit den unterschiedlichsten Kombinationen der vorgestellten technischen Möglichkeiten und oft ergänzt durch Videoüberwachung, Fernsteuerungen zum Bedienen der Anlagen aus sicherer Entfernung, Versorgung mit Verbrauchsmaterial durch Manipulatoren und Schweißdatenerfassungssysteme, sind exakt auf die Erfüllung der jeweiligen Schweißaufgaben ausgelegte Schweißanlagen in allen Bereichen der Kernenergieerzeugung im Einsatz.

Der größte Teil der Rohrverbindungen wird direkt vor Ort an der im Bau befindlichen Anlage hergestellt, wobei sich besondere Schwierigkeiten durch die oft stark eingeschränkte Zugänglichkeit der Arbeitsbereiche ergeben. Im Übrigen muss meist in Zwangslage geschweißt werden. Tragbare Schweißstromquellen sind für den rauen Baustellenbetrieb in feuchter Umgebung ausgelegt und verkraften auch die häufig nicht besonders stabile Stromversorgung. Mit offenen Orbitalschweißköpfen des Typs MU IV und extra flach ausgelegten Orbitalschweißfahrwerken der Polycar 30-Baureihe werden tausende von hochwertigen Schweißverbindungen automatisch hergestellt, ohne dass irgendwelche Schweißfehler zu verzeichnen wären.

Mit einer negativ gepolten Wolframelektrode und Helium als Schutzgas werden Rohre aus Aluminium und den entsprechenden Legierungen bis zu Wandstärken von 6,5 mm im Stumpfstoß verschweißt, bei größeren Rohrwandstärken wird auf eine Tulpennahtvorbereitung zurückgegriffen.

Kürzlich abgeschlossene Entwicklungsarbeiten erlauben es nicht nur, die Lichtbogenhöhensteuerung erfolgreich beim Wechselstromschweißen von Aluminiumwerkstoffen einzusetzen, man kann diese Anlagen sogar mit einer Leistungsgarantie ausstatten. Somit lassen sich Mehrlagenschweißungen automatisch durchführen, ohne dass eine Unterbrechung zu Beginn jeder neuen Lage stattfinden muss, was mit einer bedeutenden Produktivitätssteigerung verbunden ist. Die Lichtbogenhöhensteuerung wird gewöhnlich beim Schweißen mit Gleichstrom eingesetzt.

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