„Eiskalt zur Naht“

Schweisstechnik Wenn´s darum geht „heiße“ Auspuffteile „kalt“ zu schweißen, dann gibt es da eine schlagkräftige Verbindung: der CP-Schweissprozess von Cloos und Anwender PWS.

06. Juni 2007
CP ermöglicht hohe Schweißgeschwindigkeiten bei geringem Wärmeeintrag.
Bild 1: „Eiskalt zur Naht“ (CP ermöglicht hohe Schweißgeschwindigkeiten bei geringem Wärmeeintrag.)

Wer »Auspuff-Teile« für international tätige Automobil-Hersteller wettbewerbsfähig in Deutschland herstellen will, muss sich schon einiges einfallen lassen. »Wir haben uns dabei spezialisiert auf die heiße Seite von Abgasanlagen«, sagt Michael Jud, technischer Geschäftsführer der Presswerk Struthütten GmbH im Siegerland. »Denn hier müssen die Krümmerteile bis zu 900 Grad heiße Abgase über Jahre hinweg problemlos aushalten.« Dieses Anforderungsprofi l zu erfüllen geht nur mit hochwertigen Werkstoffen, einer optimierten Konstruktion und der passenden Fertigungstechnologie. PWS verwendet daher für diese »heiße Ware« ausschließlich Edelstahlbleche. »Um dem Kostendruck der Autohersteller begegnen zu können, haben wir zunächst die Teile so modifiziert, dass sie nicht mit der teuren Hydroform- Technologie, sondern als Stanzteil gefertigt werden können«, erklärt Jud. Doch damit wuchsen die Anforderungen an die nachfolgende Schweißtechnik so erheblich, dass PWS mit den herkömmlichen Verfahren nicht auf die geforderte Qualität und den Fertigungsdurchsatz kam. »Diese dreidimensionalen Stanzteile in Blechstärken um 1 mm weisen naturgemäß sehr unterschiedliche Spaltmaße auf«, erklärt Michael Jud. »Außerdem fordern die Autohersteller spritzerfreie Bauteile, weil sich Spritzer unter den gegebenen heißen Extremanforderungen im Auspuff lösen und beispielsweise Katalysatoren zerstören können.«

Blitzschnelle Reaktion

Nachdem die Verfahren unterschiedlicher Hersteller nicht die gewünschten Ergebnisse brachten, entschied sich PWS für den neuen CP-Prozess des Haigerer Schweißspezialisten Cloos, der in einer Rekordzeit von etwa 14 Tagen auf die Kundenanforderungen angepasst wurde. »Das unterstreicht die Wichtigkeit, in komplexen Prozessen seine Systempartner in greifbarer Nähe zu haben, um Dinge kurzfristig optimieren zu können«, so Gundolf Braun, der kaufmännische Geschäftsführer von PWS. »Mit einem funktionierenden Netzwerk aus Systemlieferant und Hersteller ist auch der Standort Deutschland im internationalen Wettbewerb erfolgreich.« Klar spiele auch die Kompetenz des Servicepartners eine große Rolle. »Hier werden wir von der Cloos-Werksvertretung Lixfeld in Siegen bestens betreut.«

Während gängige Impulsschweißverfahren unipolar/positiv gepolt arbeiten, nutzt der Cloos Cold Process wechselnde Polaritäten. Damit wird der relative Wärmeeintrag in die Drahtelektrode bzw. in das Werkstück steuerbar. So kommt es zu einem deutlich geringeren Energieeintrag in die Schweißnaht und damit in das verschweißte Material selbst. Dies wiederum minimiert den Bauteilverzug und das Problemfeld der Rissbildung. »Da die CP-Nähte nahezu spritzerfrei aus dem Schweißprozess herauskommen, reduziert sich auch die Nacharbeit an den Bauteilen erheblich«, sagt Gundolf Braun, der als Kaufmann natürlich die Kosten stets im Blick hat. Ob hochfeste Stahlbleche, Aluminium oder Dünnbleche aus Edelstahl - der Cold Process fügt Werkstoffe bis etwa 3,5 mm Wandstärke mit möglichst geringem Wärmeaufwand. In der Pulsphase kommt es zu einer maximal spritzerfreien Ablösung vom Schweißdraht. In der negativen Phase umgreift der Lichtbogen das Drahtende. Dabei wird die Wärme in den Draht geleitet, und das Schmelzbad kühlt ab. Durch die geringere Wärmeenergie des »Kaltschweiß- Prozesses« verringert sich der Einbrand, was bei Edelstahl zu einer wesentlichen Reduzierung der Anlauffarben führt. Auch bei beschichteten Blechen bleibt so die Oberfläche weitestgehend intakt.

Präziser, sauberer und schneller

»Ein weiterer Vorteil ist die größere Spaltüberbrückbarkeit, die ein Verschweißen unserer Stanzteile erst möglich macht«, erläutert Tim Oppermann, bei PWS zuständig für die Schweißtechnik. Beim Rundgang durch die Produktion zeigt sich, wovon er spricht: Die beiden gestanzten/ gezogenen T-Halbschalen aus Edelstahlblech weisen im zusammengesteckten Zustand abweichende Spaltmaße von 0 bis über 2 mm auf. »Mit dem CP ist das allerdings kein Problem.« Gleichzeitig ermöglicht der Cloos Cold Process deutlich höhere Schweißgeschwindigkeiten, was zu kürzeren Taktzeiten in der Fertigung führt. Gut 15.000 Krümmer-Komponenten fertigt PWS derzeit monatlich.

»Das geht nur mit dem CP«, weiß Oppermann, denn dieser neue Prozess erreicht Schweißgeschwindigkeiten von erstaunlichen 2,2 Metern in der Minute - und das selbst bei den komplexen PWS-Bauteilen mit ihren kurvenreichen Schweißnähten und engen Radien. Zwar wollen die Experten von Hersteller wie Anwender keine genauen Zahlen nennen, aber unter bestimmten Umständen seien doppelte Geschwindigkeiten erreichbar.

Erschienen in Ausgabe: 04/2007