Schweißen Schweißverfahren revolutioniert die Kran-Fertigung

Manitowoc Cranes hat bei der Fertigung seiner hydraulischen Mobil- und Teleskopkrane auf das Schweißverfahren forceArc gesetzt und stellt damit die Schweißtheorie auf den Kopf.

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Im Werk von Manitowoc Cranes in Wilhelmshaven ist neben der Konstruktion & Entwicklung auch der Prototypenbau mit Testareal für die europäischen Krantypen zu Hause. Die Bauteile der riesigen Krane – ob Ausleger, Drehtische, Fahrwerksrahmen oder Abstützträger – sind aus hochfestem Feinkornbaustahl unterschiedlicher Güte. Bevor diese verschweißt werden, durchlaufen sie die Bearbeitungsstationen: thermischer Zuschnitt, Fasen Schleifen, Kanten, mechanische Bearbeitung. Beim Fügen zählt für das Unternehmen neben der Qualität, wie überall, die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens. So sind neben den beiden Unter-Pulver(UP)-Schweißautomaten für Längsnähte 50 herkömmliche Metall-Aktivgas(MAG)-Stromquellen im Einsatz.

EWM Hightec Welding überzeugte Fertigungsleiter Michael Hüneke vom Fügeverfahren forceArc: „Vor einem Jahr bekamen wir Besuch vom EWM-Schweißspezialisten Dieter Kocab. Dieser zeigte uns eine Vielzahl an Schweißproben aus seinem Musterkoffer – alle mit dem international ausgezeichneten MAG-Verfahren forceArc geschweißt. Dann konnten wir erfahren, was jeder Experte als absolut nicht machbar bezeichnen würde: der Mann führte uns vor, wie man einen Vollanschluss mit definierter Kehlnaht an der Nahtwurzel schweißt – ohne jegliche Fase anzuarbeiten“.

Hochfeste Feinkornbaustähle mit hoher Streckenenergie schweißen

Dem Fachmann war klar, dass diese Verfahrenstechnologie im Widerspruch zu dem stand, was in der Branche als unumstößlich galt: hochfeste Feinkornbaustähle müssen mit niedriger Streckenenergie verschweißt werden, um die Umwandlung des Gefüges in tolerierbaren Grenzen zu halten – forceArc arbeitet mit hoher Streckenenergie. Dazu Hüneke: „Die Praxis zeigt uns aber, dass in diesem Fall aus dem Feinkorn- kein Grobkorngefüge in der Wärmeeinflusszone (WEZ) entsteht. Alle Festigkeitswerte unserer Härteprüfungen haben dies belegt.“

Mit forceArc erhielt ein 40-Millimeter-Blech, das bisher mit K-Naht-Vorbereitung versehen war (45 Grad Öffnungswinkel auf der Rück-, 60 Grad auf der Vorderseite), nun eine 30-Grad-HV-Naht. Bei der alten K-Naht-Methode wurde die Wurzel von der Vorderseite geschweißt, von der Rückseite ausgefugt und letztlich beide Seiten verfüllt. Nun wird lediglich von einer Seite geschweißt und verfüllt – die Wurzel mit forceArc, die Füll- und Decklagen nach einfachem Umschalten am Brenner mit dem Impulslichtbogen. Dazu Hüneke: „Wir haben eine erstaunlich gute Wurzelausbildung bekommen – völlig ohne Badsicherung. Dieses Phänomen ließen wir mehrfach von Instituten für Materialprüfung untersuchen; die Ergebnisse waren allesamt positiv. Ich bin überzeugt, dass dies der künftige Weg für unsere Fügetechnik sein wird.“

Mit 13 Schweißraupen einfach durchschweißen

Auch eine besonders schwere Verriegelungskonsole für den Mobilkran GMK 7450 wird mit dem neuen Fügeverfahren geschweißt. An diesem Bauteil aus Feinkornbaustahl S 960 QL war das Fugenhobeln und das Schweißen der Gegenlage aufgrund der schlechten Zugänglichkeit extrem schwierig. Jedes Teil musste zudem mit Ein- und Auslaufblech für Nahtanfang und -ende versehen werden. Der Experte Hüneke: „In enger Abstimmung mit unserer Konstruktion haben wir das Bauteil forceArc-gerecht konstruiert und fertigen nun in einer Vierer-Losgröße. Das spart uns die Gegenlage, spart zweimaliges Ausfugen und Verfüllen an einer besonders schwer zugänglichen Stelle. Wir schweißen einfach durch, sparen Zusatzwerkstoff (DR-SG 100 X/20) und nicht zuletzt Schutzgas (M21 nach DIN EN ISO 14175). Für die alte Produktionsmethode wurden 32 Schweißraupen einschließlich Decklage benötigt, bei der neuen 30-Grad-Version kommen wir mit lediglich 13 Raupen aus." In Produktionstagen ausgedrückt wird das Sparpotenzial durch forceArc noch transparenter. Der Betriebsleiter beziffert die heutige Fertigungszeit mit zwei Schichten gegenüber fünf Schichten in der Vergangenheit.

Teil 2: Verfahrensinnovation speckt Fertigung ab

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