4 Dinge, die man vor dem automatisierten WIG-Schweißen beachten sollte

Ist automatisiertes WIG-Schweißen wirtschaftlich sinnvoll?

Bei der Automatisierung einer WIG-Anwendung ist zunächst dieselbe Frage wie bei jeder anderen Automatisierung zu stellen: Lohnt sich der Einsatz eines Roboterschweißbrenners bzw. einer Roboterschweißzelle?

Eine Roboterschweißzelle vollständig auszurüsten ist eine bedeutende Investition, die sich in der Regel nur bei Serienfertigungen mit hohen Stückzahlen und im Mehrschichtbetrieb rechnet. Damit sich diese hohe Investition lohnt und der betriebswirtschaftliche Ertrag zufriedenstellend ist, werden die Taktzeiten der Roboteranlagen optimiert. Rüst- und Wartungsarbeiten sollten dabei auch immer einkalkuliert werden, da der Roboter in dieser Zeit keine Leistung erbringen kann. Ein Schweißroboter sollte permanent im Einsatz sein, damit er sich möglichst schnell amortisiert.

Ist erfahrenes, geschultes Personal für das automatisierte Schweißen vorhanden?

Eine der Grundvoraussetzungen beim WIG-Schweißen, egal ob beim manuellen Schweißen oder mit einem Schweißroboter, ist die Notwendigkeit von gut ausgebildetem Personal. Nur wer das WIG-Schweißverfahren beherrscht, kann eine qualitativ einwandfreie Ausführung der Schweißnähte durch den Roboter sicherstellen. Automatisiertes WIG-Schweißen unterscheidet sich nur insoweit vom manuellen Schweißen, dass größere Stückzahlen gefertigt werden und die Schweißgeschwindigkeit höher ist. Anwendung und Parameter sind nahezu gleich.

Für die richtige Umsetzung der schweißtechnischen Bewegungsabläufe mit dem Roboter müssen außerdem ausreichende Programmierkenntnisse für den jeweiligen Schweißroboter vorhanden sein, um die Bewegungen des Roboters an den Bauteilen und auch der Reihenfolge der Schweißnähte für eine taktzeitenoptimierte Fertigung festzulegen. Erfahrenes Schweißfachpersonal ist also bei einem automatisierten WIG-Prozess unabdingbar.

Auf was muss bei der Programmierung des Schweißroboters geachtet werden?

WIG-Schweißen ist an sich ein sehr sauberes Verfahren, jedoch auch um einiges weniger fehlertolerant. Durch den konzentrierteren Lichtbogen verzeiht es weniger Fehler als das MIG/MAG-Schweißen, das grundsätzlich etwas gröber ist. Bei der Automatisierung muss daher sichergestellt sein, dass die Programmierung sehr genau ist.

Die Programmierung des Roboterschweißbrenners ist auf den TCP (tool center point) ausgerichtet, der sich auch beim Austausch von Komponenten am Brennersystem und dem entsprechenden Zubehör nicht verändern darf. Verändert sich der TCP, wenn an dem bestehenden Setup eine geometrische Änderung erfolgt, muss neu programmiert werden.

Die Schweißparameter entsprechen weitestgehend denen im manuellen Betrieb und werden gegebenenfalls nur an etwas höhere Schweißgeschwindigkeiten angepasst. Die Geschwindigkeit muss dabei aber auch immer in einem optimalem Verhältnis zur Qualität stehen.

Wie sieht die automatisierte WIG-Schweißzelle aus?

Um eine automatisierte WIG-Schweißzelle aufzustellen, benötigt man häufig etwas mehr Platz als für eine manuelle Schweißkabine. Außerdem gehören die folgenden Dinge zur WIG-ROBO-Schweißzelle dazu:

• Einhausung inklusive Sicherheitseinrichtungen gegen Zugang im Automatikbetrieb
• Schweißroboter inklusive Steuerung
• WIG-Schweißbrenner inklusive Schlauchpaket, Stromquelle und gegebenenfalls Kalt-oder Heißdrahtzuführung
• Automatisiertes Positioniersystem mit angepassten Schweißvorrichtungen
• Zuleitungen für Gas, Druckluft, Strom und gegebenenfalls Kühlmittel
• Externes Kühlsystem (gegebenenfalls notwendig)
• Schweißrauchabsaugung (speziell beim Schweißen von Edelstählen entstehen Schweißrauche, die Cr-VI oder Nickel enthalten, die krebserregend sein können, daher ist bei diesen Anwendungen eine Absaugeinrichtung zu empfehlen)
• Wichtig: Sichtschutzvorhänge gegen direkten und auch indirekten Einblick in den Lichtbogen und dessen Reflektionen an Oberflächen im Schweißzelleninneren

Tipp: Die Schweißzelle vor Luftdurchzug schützen, damit das Schutzgas nicht negativ beeinflusst wird.

Gerade bei der Zugänglichkeit, aber auch bei der Anlagenverfügbarkeit ist der WIG-Roboterschweißbrenner von entscheidender Bedeutung. Sogenannte Wechselhalsbrenner sind zum einen in unterschiedlichen Geometrien verfügbar und erlauben zum anderen einen schnellen und gegebenenfalls automatisierten Wechsel des WIG-Brenners.

Beim zusätzlichen Einsatz einer Wechselvorrichtung befinden sich bis zu 5 Brennerköpfe in einem Magazin. Werden unterschiedliche Geometrien benötigt oder ist ein Service fällig (zum Beispiel der Austausch der Wolframelektrode), so kann automatisiert gewechselt werden. Der automatisierte Wechsel ist auch bei flüssiggekühlten Brennern kein Problem, da im Brennerkörper beim Wechsel die Kühlkanäle automatisch verriegelt werden. Falls mit Drahtzuführung gearbeitet wird, so klappt diese einfach zur Seite.

Die Reproduzierbarkeit guter Schweißergebnisse und die Fertigung hoher Stückzahlen ist ein eindeutiger Vorteil des automatisierten Schweißens. Wenn die Zugänglichkeit des Bauteils für den automatisierten Prozess sichergestellt ist und die genannten Voraussetzungen gegeben sind, steht dem automatisierten WIG-Prozess nichts mehr im Wege.

Zur individuellen Konfigurierung einer WIG-Schweißzelle und zur exakten Auslegung auf die zu schweißenden Bauteile sollte man am besten einen sogenannten Integrator einsetzten. Der Erstkontakt für die Planung einer Automatisierung im Bereich WIG-Schweißen kann aber auch der Hersteller des schweißtechnischen Equipments oder des Roboters sein.

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