Edelstahlrohre zuverlässig geschweißt

STW gehört zu den wenigen europäischen Herstellern von Technik für die Getränkeindustrie. Bei Komponenten rund um Edelstahlverrohrungen ist er Weltspitze. Tausende Schweißnähte pro Ventilknoten werden mit der Technik von Orbitalum realisiert.

06. Juni 2019
Edelstahlrohre zuverlässig geschweißt
Hochwertige Ventilknoten sind wichtige Bauteile in Produktionsanlagen der Getränkeindustrie. (Bild: Walter Lutz)

In der Getränkeindustrie geht es bei der Prozesstechnik nicht nur um Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit, sondern auch um die Einhaltung hoher Hygienestandards. Eine Vielzahl von Ventilen sorgt bei flüssigen Medien für deren richtigen Zu- und Abfluss. Dabei dominieren heute sogenannte Ventilknoten, die beim Hersteller zu kompletten Einheiten individuell aus Passstücken, Rohren und Ventilen aufgebaut werden.

»Genau hierauf haben wir uns spezialisiert und beliefern Anlagenbauer in der ganzen Welt«, erklärt STW-Geschäftsführer Georg Slavik. Seine Kunden kommen aus der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, aber auch aus den Bereichen Pharma- und Kosmetikherstellung sowie der chemischen Industrie. Seit dem Gründungsjahr 2000 hat sich der zertifizierte Schweißfachbetrieb auf die besonderen Anforderungen im Edelstahl-Rohrleitungsbau nach DIN EN ISO 3834–2 fokussiert. »Wir stellen solche Prozessanlagen her, planen Edelstahl-Rohrleitungen nach den höchsten Qualitätsanforderungen und realisieren kundenspezifische Ventilknoten, beispielsweise für Brauereien und Getränkehersteller.«

Gut 150 dieser komplexen Baugruppen bauen die rund 60 STW-Mitarbeiter jährlich. »Die kosten schon mal einen hohen sechsstelligen Betrag«, sagt Fertigungsleiter Andree Müller.

Ohne festgelegte Parameter kein Schweißen

Wurden früher die Edelstahlrohre mit den Ventilgehäusen und Flanschen per Hand verschweißt, wird seit einigen Jahren die Orbitalschweißtechnik des Singener Herstellers Orbitalum eingesetzt. Müller: »Mit dieser Technik erreichen wir eine gleichbleibend gute Qualität der Schweißnähte, weil sie keine Probleme mit Ermüdung oder Konzentration hat. Wir entlasten unsere Schweißer von der Routine, so dass sie sich ganz auf die Fertigungsüberwachung konzentrieren können.« Jetzt hat ihn Orbitalum-Gebietsverkaufsleiter Josef Heckl von der neuen Stromquelle 180 SW überzeugt. »Sie ist Industrie-4.0-tauglich, weil erstmals eine digitale Vernetzung von Mensch und Maschine mit einer umfassenden Dokumentation möglich ist.«

Diese intelligente Schweißstromquelle verbindet den orbitalen Schweißprozess mit moderner Informations- und Kommunikationstechnik und sorgt für hervorragende Schweißergebnisse, hohe Wirtschaftlichkeit, nachhaltiges Qualitätsmanagement und Prozesssicherheit. Heckl: »Die lückenlose Datenaufzeichnung und -sicherung im LAN des Kunden bringen eine hohe Transparenz. Alle Daten können im internen Systemspeicher und auf einem externen USB-Datenträger gesichert werden.«

Neben den schweißtechnisch relevanten Basisparametern wie das verwendete Gas, Rohrdurchmesser, Material und Wandstärke kann der Kunde weitere Daten festlegen, etwa den Bediener, den Gaslieferanten, den Bauteilhersteller usw. »Erst, wenn die gewünschten Informationen vorliegen, startet der ›Orbimat 180 SW‹ den Schweißprozess«, fügt Heckl hinzu.

Online-Zugriff auf Projekte und Parameter

Über die integrierte LAN- und WLAN-Schnittstelle lässt sich der 180 SW ins Kundennetzwerk einbinden: Der gesamte Schweißprozess kann so unmittelbar nachverfolgt werden, weil Bediener, Arbeitsvorbereiter und Qualitätssicherer über unterschiedliche Benutzerebenen jederzeit Zugriff auf Projekte und Daten haben. Die Schweißdaten und -programme jeder einzelnen Schweißung sind lückenlos abruf- und dokumentierbar, können analysiert und für künftige Schweißungen übernommen oder optimiert werden.

Produktionsabläufe lassen sich so besser planen, sind außerdem sicher, kosten- und zeitsparender. Durch den zentralen Datenpool ist es möglich, auf alle Variablen der Orbimat-Stromquellen im Netz zuzugreifen. Der 180 SW ist damit ein wichtiger Baustein beim Aufbau eines nachhaltigen Qualitätsmanagements.

Bessere Bedienung

»Unsere Mitarbeiter schwärmen mittlerweile von der leichten Bedienbarkeit des Orbitalum-Systems«, sagt STW-Fertigungsleiter Andree Müller. Bedient wird der Orbimat 180 SW über das 12,4 Zoll große Touch-Display oder alternativ mit dem multifunktionalen Drehsteller, wie er aus dem Automobilbau bekannt ist. Die grafikunterstützte, mehrsprachige Menüoberfläche ermöglicht eine einfache Bedienung und Parametrierung der Schweißstromquelle. Über Softkeys sind wichtige Befehle direkt aufrufbar.

Der neue Orbimat arbeitet mit einem Betriebssystem, das auch nach abrupten Systemabschaltungen und Stromausfällen, wie sie auf Baustellen vorkommen, ohne Datenverlust sauber wieder anläuft. »Das bringt uns Sicherheit in der Fertigung«, so Müller. »Durch die integrierte Auto-Programmierfunktion mit vielen hinterlegten Schweißprogrammen haben wir in der Regel einen Optimierungsbedarf von weniger als zehn Prozent. Durch wenige Probeschweißungen kommen wir schnell zu besten Schweißergebnissen.«

Geringere Produktions- und Servicekosten

Der Orbimat 180 SW steigert die Effizienz in Prozessen auch aufgrund der digitalen und präzisen Schweißgasregelung. Diese ermöglicht Schweißungen mit hoher Reinheit bei geringem Gasbedarf, was die Kosten pro Schweißung senkt. Die im Schweißprogramm gespeicherten Gasmengenwerte führen so zu reproduzierbar guten Schweißergebnissen.

Mit der automatischen Rotor-Stopp-Funktion ergibt sich eine höhere Sicherheit: Wird der Schweißkopf-Rotor im automatischen Umlauf durch Schwergängigkeit oder durch ein Hindernis am Rotationsvorgang gehindert, stoppt die Stromquelle dank Drehmoment-Kontrolle unmittelbar die Rotorbewegung des Schweißkopfes. Daraus ergeben sich eine höhere Lebensdauer des Schweißkopfes sowie niedrigere Servicekosten. Teure Produktionsausfälle durch Ausschuss werden vermieden.

Kurze Schweißzyklen und mehr Produktivität

Um die Gasvor- und -nachströmzeiten zu minimieren, hat Orbitalum eine Flow-Force-Funktion integriert, die den Schweißprozess bei Verwendung geschlossener Schweißköpfe verkürzt: Durch die digitale Gassteuerung wird Schutzgas mit sehr hohem Volumenstrom direkt vom Druckminderer in den Schweißkopf geleitet – der unerwünschte Restsauerstoff wird dabei stoßartig ausgespült. Die reduzierten Vor- und Nachströmzeiten ergeben deutlich kürzere Prozesszeiten, verbrauchen weniger Schutzgas und erhöhen somit die Produktivität.

Außerdem ergibt sich eine längere Standzeit der Schweißelektrode. Denn durch die optional einstellbare Permanent-Gas-Funktion wird das Eindringen von Sauerstoff in den Schweißkopf auch während den Nebenzeiten verhindert. Dadurch erreicht das System nahezu anlauffreie Nähte bei niedrigen Prozesszeiten.

»Wir verwenden für unsere unterschiedlichen Rohrdurchmesser vier verschiedene Orbiweld-Schweißköpfe, mit denen wir Rohrdurchmesser von drei bis 170 Millimetern bearbeiten können«, so Müller. Wie bei allen Orbimat-Stromquellen erkennt der 180 SW automatisch den jeweils angeschlossenen Kopf, sodass der Bediener vor Schweißbeginn lediglich sein vorgegebenes Schweißprogramm aufrufen und den Prozess starten muss.

Formschönes Gehäuse für gutes Handling

Passend zur modernen Fertigungsumgebung steckt der Orbimat 180 SW in einem formschönen wie praktischen Gehäuse mit seitlich integrierten Tragegriffen. Anschlüsse an der Gerätefront und Rückseite liegen zurückgesetzt geschützt vor mechanischen Beschädigungen. Der klappbare Deckel mit seinem großen Farbdisplay schützt im geschlossenen Zustand die Bedienelemente, den Systemdrucker und den Drehsteller.

»Wurden vor 20 Jahren, als wir in die Orbitalschweißtechnik eingestiegen sind, im Rohrbereich noch rund 70 Prozent von Hand geschweißt, sprechen wir heute von weniger als fünf Prozent Handarbeit«, sagt Orbitalum-Gebietsverkaufsleiter Josef Heckl. Das bestätigt auch Andree Müller: »Nur noch wenige Schweißstellen machen wir von Hand. Dem gegenüber stehen über 100.000 Orbitalnähte im Jahr.«