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Schweißen Rapid-Weld-Hochleistungsprozess arbeitet mit Tempo für den Schienenverkehr

Autor / Redakteur: Walter Lutz / Dietmar Kuhn

SMW fertigt Drehgestelle und Wiegenträger für Nahverkehrszüge, Personen- und Straßenbahnen, aber auch Motortragrahmen, Zughauben und Puffer. Mit dem neuen Rapid-Weld-Prozess von Cloos stellt das Unternehmen die Weichen auf Zukunft: Der Schweißprozess zeichnet sich durch kurze Fertigungszeiten und spritzerarme Nahtergebnisse selbst bei großvolumigen Nähten aus.

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Der Rapid-Weld-Schweißprozess zeigt, wie hier bei einer Kehlnaht, einen optimalen Einbrand bis tief in die Wurzel hinein.
Der Rapid-Weld-Schweißprozess zeigt, wie hier bei einer Kehlnaht, einen optimalen Einbrand bis tief in die Wurzel hinein.
( Bild: Cloos )

Schon der Rundgang durch die 20.000 m2 große Fertigungshalle lässt keinen Zweifel daran: SMW ist ein Vorzeigebetrieb, der mit kompetenten Mitarbeitern, einem durchdachten Materialfluss und modernster Fertigungstechnik seine Marktposition ausbaut. Das aus dem ehemaligen DDR-Panzerreparaturwerk hervorgegangene Unternehmen wurde seit der Übernahme durch den Mettmanner Unternehmer Eckhard Gellrich konsequent modernisiert und so zum Partner des internationalen Schienenfahrzeugbaus gemacht. „Heute erwirtschaften wir mit 150 Mitarbeitern und 15 Azubis rund 15 Mio. Euro Umsatz“, sagt SMW-Geschäftsführer Manfred Biber.

Bahnzulieferer setzt auf hohe Fertigungstiefe

Damit die Qualität stimmt, arbeitet das Unternehmen mit einer sehr hohen Fertigungstiefe: Von Blechzuschnitt und -bearbeitung über Bohren, Drehen, Fräsen und Schleifen sowie verschiedene Schweißprozesse sind alle relevanten Fertigungsschritte im eigenen Haus vorhanden. Die eigene Werkzeugbau-Abteilung liefert Lehren, Vorrichtungen und Sonderwerkzeuge für die Produktion der Sicherheitsbauteile.

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In einem Glühofen lassen sich selbst größere Teile wärmebehandeln. Mit Stahlkiesstrahlen und Nasslackierung bekommen die Bauteile ihre gewünschte Oberfläche. Und auf Montageplätzen entstehen komplette Baugruppen inklusive Hydraulik- und Elektrokomponenten. Im Qualitätsbereich verfügt SMW über eine Drei-Wege-CNC-Messmaschine und diverse Prüfgeräte.

Cloos-Schweißroboter überzeugt mit effizienter Werkstückbearbeitung

„Bei der Schweißtechnik vertrauen wir seit vielen Jahren auf die bewährte Cloos-Technik“, so Betriebsleiter Wolfgang Schulz. Neben einer Vielzahl von Impulsstromquellen für die Handschweiß-Arbeitsplätze sind seit 2004 auch drei Roboteranlagen des Haigerer Herstellers im Einsatz, auf denen die Großserien geschweißt werden. Beispielsweise verlassen 25.000 Puffer für Loks und Waggons pro Jahr das Neubrandenburger Werk.

Geschäftsführer Manfred Biber: „Wir haben bereits einen Roboter der neuen Qirox-Reihe (Qirox ist ein geschütztes Markenzeichen der Carl Cloos Schweißtechnik GmbH) geordert, dessen zahlreiche Innovationen enorme Vorteile für eine effiziente Werkstückbearbeitung ermöglichen. Das zeigt unsere hohe Zufriedenheit mit den Cloos-Lösungen.“

Drehgestell hat 60 bis 150 laufende Meter Schweißnaht

SMW verarbeitet Stähle in den Qualitäten S355 ohne Dickenbegrenzung, Feinkornstahl bis S690 und bis 20mm, Aluminium und Edelstahl bis 12 mm Stärke. Zwischen 60 und 150 laufende Meter Schweißnaht werden in ein modernes Drehgestell eingebracht, das 800 bis 1000 kg wiegen kann. 35 dieser sicherheitsrelevanten Baugruppen fertigt SMW durchschnittlich pro Monat, dazu kommen noch rund 45 Wiegenträger, also die Baugruppen, die sich zwischen Waggonboden und Drehgestell befinden.

Neben diesen Serien realisiert SMW auch Ersatzteile für ältere Schienenfahrzeuge in kleinen Stückzahlen bis herunter zur Losgröße 1. Das ist eine große Herausforderung, da diese Baugruppen damals noch ohne aktuelle Schweißvorgaben und Dokumentationen produziert worden sind.

Neue Impulsstromquellen zum Schweißen von Kleinserien

„Für diese Kleinserien und Einzelstücke nutzen wir die neuen, synergiegesteuerten Impulsstromquellen der Qineo-Serie (Qineo ist ebenfalls ein von Cloos geschütztes Markenzeichen) von Cloos“, erklärt Wolfgang Schulz, „die eine deutliche Verbesserung zur bisherigen Technik darstellen.“ Als einer der ersten Cloos-Kunden setzt SMW das rationelle Rapid-Weld-Verfahren ein.

Hier hat sich der Haigerer Hersteller gegenüber dem Wettbewerb klar mit Kompetenz durchgesetzt. „Denn eigentlich hatten wir schon eine andere Anlage im Test“, verrät Wolfgang Schulz. „Gemeinsam mit Cloos haben wir diesen schnellen Prozess so weit optimiert, dass ich behaupten kann, er ist derzeit der beste am Markt.“

Rapid-Weld-Schweißprozess bietet Vorteile bei mittel- bis dickwandigen Stählen

Der Hochleistungsschweißprozess Rapid Weld zeigt seine Vorteile bei mittel- bis dickwandigen Stählen, wo große Abschmelzleistungen und optimale Einbrandtiefen erforderlich sind. Auch akustisch lässt Rapid Weld keinen Zweifel an seiner Leistungsfähigkeit: Der exakte Lichtbogen erzeugt einen sonoren, gleichmäßig kräftigen Ton.

Eine schnelle Drahtförderung bis über 12 m/min ermöglicht hohe Verfahrensgeschwindigkeiten und damit kurze Schweißzeiten. Dank des scharf fokussierten Lichtbogens arbeitet der Prozess mit minimalem Wärmeeintrag, sodass weitgehend verzugsfreie Nahtergebnisse erreicht werden.

Schweißnaht-Vorbereitung selbst bei großen a-Maßen nicht mehr nötig

„Außerdem ist eine Nahtvorbereitung selbst bei großen a-Maßen (das a-Maß entspricht der Nahtdicke und ist gleich der Höhe des in eine beliebige Nahtform einschreibbaren Dreieckes) nicht mehr nötig“, weiß Schweißfachmann Roman Bernasch. Das schnelle Schweißverfahren reduziere die Schweißzeit um gut 25%.

Denn waren herkömmlich zum Beispiel drei Lagen (1 × WIG + 2 × MAG) notwendig, um eine HV-Naht sicher zu schweißen, kommt Rapid Weld ohne die WIG-Wurzel aus. „Auch bei V-Nähten können wir das langsamere und teure WIG-Verfahren einsparen und erreichen so ein hohes Rationalisierungspotenzial“, weiß der Experte.

Rapid-Weld-Schweißverfahren reduziert Nacharbeiten

Zudem arbeite dieses innovative Verfahren außerordentlich spritzerarm, was Nacharbeiten entscheidend minimiere. Auf das Schweißen der Gegenlage kann, wenn nicht konstruktiv erforderlich, verzichtet werden. „Wir können mit dem stark fokussierten Rapid-Weld-Lichtbogen sicher durchschweißen und erreichen eine saubere Wurzel.“

Die technische Voraussetzung für den Rapid-Weld-Prozess liefert die neue Schweißstromquelle Qineo Pulse, bei der die geeigneten Schweißparameter für fünf verschiedene Prozessvarianten ebenso wie für die erforderlichen Lichtbogeneigenschaften fertig programmiert hinterlegt sind und nur noch abgerufen werden müssen. Zwei autarke Feinabgleiche – für Lichtbogenlänge und Lichtbogendynamik – sorgen unter allen Umständen für einen optimalen Schweißprozess.

Schweißstromquelle speichert Parameter von bis zu tausend Jobs

Mit dem Bedienmodul Master kann SMW die Parameter von bis zu tausend Jobs hinterlegen und auf Knopfdruck abrufen. Abgestufte Benutzerrechte sorgen dafür, dass bestimmte Schweißparameter nur von autorisierten Mitarbeitern geändert werden können.

SMW hat die Qineo-Stromquellen mit 600 A Leistung zudem mit Wire-Drive-Doppelkoffern ausgestattet, um umrüstfrei mit zwei verschiedenen Drahtstärken arbeiten zu können. „Die aktuelle Cloos-Technik bedeutet für uns einen echten Vorsprung“, resümiert Betriebsleiter Wolfgang Schulz. „Denn im Vergleich zu anderen Systemen ist die Bedienbarkeit einfacher und die Leistung höher.“

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