So fügen sich Aluminium-Strangpressprofile wirtschaftlicher

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Laserhybridschweißen fügt hochwertiger als reines Laserschweißen

Alu Menziken setzt nun aus diesen Gründen gezielt auf das Laserhybridschweißen. Das Verfahren kombiniert einen Laserstrahl mit einem MIG-Schweißprozess in einer gemeinsamen Prozesszone, erklärt Fronius. Der stark gebündelte, auf die Schweißnaht gerichtete Lichtstrahl hat eine sehr hohe Energiedichte, die das Aluminium verdampfen lässt. Der Laserstrahl dringt tief in den Grundwerkstoff ein. Der dem Laser folgende MIG-Prozess füllt die entstandene Naht auf und sorgt für eine optimale Flankenanbindung, heißt es. Die zusätzlich eingebrachte Wärme gebe dem Material Zeit zum Ausgasen und vermindere somit die Porenanfälligkeit im Vergleich zum reinen Laserschweißen.

Norbert Dickinger, Produktionsleiter bei Alu Menziken in Ranshofen, kennt die Vorteile: „Wir können mehrere Batteriewannen-Komponenten in einem einzigen Arbeitsgang schweißen und steigern unseren Output durch hohe Schweißgeschwindigkeiten – dank des vom Laser stabilisierten Lichtbogens. Gleichzeitig minimiert sich der Bauteilverzug durch die geringe Streckenenergie."

Schweißsystem- und Roboterhersteller mit Mehrwert

Gute Erfahrungen mit Fronius habe Alu Menziken schon zuvor sammeln können, weil bereits seit längerem Schweißstromquellen der Serien TPS und TPS/i für das Hand- und Roboterschweißen erfolgreich im Einsatz seien. Außer einem guten Support und guten Produkten, bietet Fronius regelmäßig Weiterbildungskurse für Schweißtechniker an, betont Dickinger. Das gute Betriebsklima spiele ebenfalls eine wichtige Rolle. „Auch bei diesem Projekt war der Support von Fronius beispielhaft“, merkt Dickinger an.

So schweißte Fronius noch bevor die neue Roboterschweißzelle konzipiert war die ersten Versuche in Thalheim, heißt es dazu. Nach zufriedenstellenden Ergebnissen wurde die Anlage entworfen und gefertigt. Danach stellte Alu Menziken eine Schweißvorrichtung mit Nullpunkt-Spannsystem für weitere Versuche und zur Parameterermittlungen zur Verfügung. Anschließend wurde die Roboterschweißzelle samt H-Positionierer in Ranshofen aufgebaut. „Gemeinsam mit Fronius haben wir dann sämtliche Parameter optimiert. So stellt man sich eine partnerschaftliche Zusammenarbeit vor", betont Dickinger.

Für die Automatisierung des Schweißsystems entschied sich Alu Menziken bewusst für Fanuc, heißt es. Denn der Spezialist lieferte nicht nur den Roboter, sondern auch die Laserquelle. Ein Vorteil, der sich in der optimalen Synchronisation von Robotergeschwindigkeit und Laserleistung widerspiegele. Zu den weiteren Pluspunkten gehören die Bedienerfreundlichkeit und die einfache Programmierbarkeit des Roboters, wie Dickinger bestätigt.

Bis zu einer bestimmten Baugruppengröße können damit nun verschiedene Strangpressteile geschweißt werden, wobei der maximale Schweißbereich 2800 mm × 2000 mm und das Bauteilgewicht pro Positioniererseite 500 kg betragen.

Teilautomatisiertes Schweißen kann schnell beherrscht werden

Der Fertigungsprozess ist dabei teilautomatisiert, und läuft so ab: Nachdem der Werker die Aluminiumbauteile auf einem H-Positionierer platziert hat, aktiviert er den durch eine Lichtschranke abgesicherte automatische Spannprozess. Anschließend schwenkt der H-Positionierer in die Laserschutzkabine und der Schweißroboter fährt in Startposition, erklärt Dickinger. Das Schweißprogramm laufe automatisch ab, wie auch die Brennerreinigung nach vorgegebenen Reinigungszyklen erfolge. Nach dem Ende des Schweißens bewegt sich der Roboter in Warteposition und der H-Positionierer dreht das fertig geschweißte Bauteil aus der Kabine. Zum Schluss wird das Werkstück automatisch entspannt und kann entnommen werden.

Für Sven Esterbauer bietet die Anlage wichtige Vorteile: „Die Fronius-Systemsteuerung ist so intuitiv, dass ein neuer Bediener die Anlage innerhalb weniger Minuten beherrscht. Wegen des großen Touchscreens behält man stets den vollen Überblick über den gesamten Prozess – inklusive Roboterposition, Prozessparameter und Nahtverfolgung."

„Ich bin mir sicher, dass Alu Menziken den Laserhybrid-Prozess in der Automobilindustrie etablieren wird“, glaubt Norbert Dickinger. Um zu überzeugen, habe der Zulieferer für Demonstrationszwecke ein spezielles Equipment zusammengestellt, bestehend aus verschiedenen Komponenten mit unterschiedlichen Wandstärken und Einbrandtiefen sowie makroskopisch aufbereitete Schweißmuster.

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