Im rauhen Reparaturalltag

Moderne MIG-/MAG-Multifunktionsanlagen arbeiten zuverlässig

Den Unterschied zwischen Billigprodukten und hochwertigen Qualitätsgütern lernen Anwender spätestens dann genau kennen, wenn die Geräte in der Praxis hart herangenommen werden. Dann trennt sich schnell die Spreu vom Weizen. Das gilt auch für Schweißanlagen.

15. März 2001

Das DB-Ausbesserungswerk (DB-AW) in Krefeld-Oppum gibt es bereits seit 1892. Im Laufe der wechselvollen Jahre hat man dort, angefangen von Lokomotiven über Reisezugwagen bis hin zu Weichen, vieles repariert und manches sogar neu produziert. Heute konzentriert man sich ausschließlich auf Instandsetzungsaufgaben für die DB-Regio AG. Von etwa 650 Mitarbeitern werden neben klassischen Nahverkehrszügen (auch als „Silberlinge“ bezeichnet) S-Bahn-Triebzüge vom Typ „420“ sowie weitere Wagenmodelle instandgesetzt. Das AW-Krefeld ist das einzige Ausbesserungswerk der DB, das Alu-Reparaturen im großen Stil durchführen kann.

Stahl oder Alu?

Bei modernen Reisezug- und Nahverkehrswagen unterscheidet man zwischen der Differential- und der Integralbauweise. Bei der Differentialbauweise handelt es sich um eine steife Rippenkonstruktion, die anschließend mit Blechen beplankt zu einer geschlossenen Wagenkastenröhre aufgebaut wird. Die Differentialbauart kann sowohl mit dem Werkstoff Stahl wie in Aluminium ausgeführt sein. Die neuere Integralbauweise wird beispielsweise am ICE angewendet. Bei diesem Konstruktionsprinzip besteht die Wagenkastenröhre aus großflächigen Alu-Strangpreßprofilen. Diese enthalten bereits alle Montageelemente, die zum Anbau der Innenbekleidung, der Ausstattung sowie für die diversen Zusatzgeräte erforderlich sind. Aufgrund der besseren fahrdynamischen Eigenschaften (höheres Beschleunigungs- und Bremsvermögen) und des geringeren Energieverbrauches wird der Werkstoff Aluminium in und an DB-Fahrzeugen verstärkt eingesetzt.

Ob Stahl oder Alu, die Einzelteile der Wagenkastenröhre werden hauptsächlich durch Lichtbogenschweißen miteinander verbunden. Dieser Fortschritt wird allerdings durch höhere Reparaturaufwendungen erkauft, denn Spannungsrisse und andere Materialermüdungen treten bei den Alu-Konstruktionen bereits nach wenigen Einsatzjahren verstärkt auf. So wurden erst kürzlich nach den vorgeschriebenen Revisionsintervallen an mehreren Triebwagen vom Typ „420“ Risse im Lang- und Hauptträgerbereich einschließlich Stoßdämpferkonsole festgestellt.

Manfred Ullenboom, zuständiger Schweißfachingenieur im AW Krefeld, sieht daher die Alu-Entwicklungen mit einem weinenden und einem lachenden Auge. „Die höheren Reparaturaufwendungen sichern zwar unseren Job auf Jahre hin“, meint Ullenboom diesbezüglich, „jedoch führen die teilweise großen Schäden, die es bei den Alu-Konstruktionen auszubessern gilt, zu erheblichen Aufwendungen.“

Schweißfachingenieur Ullenboom verfügt über insgesamt 120 gut ausgebildete Schweißer, die Hälfte da- von hochqualifizierte MAG- Schweißer. So umfangreich wie das Schweißerpersonal ist auch die Ausrüstung mit etwa 100 Schweißmaschinen. Nahezu alle eignen sich für das MIG/MAG-Schweissen, während lediglich drei Schweißgeräte für das WIG-Verfahren verwendet werden können. „Bis auf eine handvoll ,Museumsstücke‘ - einige sehr alte Schweißgeräte - verwenden wir ausschließlich Schweißmaschinen von Dalex“, erzählt Ullenboom. „Diese Geräte zeichnen sich durch große Robustheit, Zuverlässigkeit und einfache Wartbarkeit aus. Sie sind ideal zugeschnitten auf die Anforderungen in einem Reparaturbetrieb.“ Gearbeitet wird übrigens im Zweischichtbetrieb, und wie Ullenboom betont, sind „die Geräte ständig im Einsatz“.

Qualität rund um die Uhr

Trotz zahlreicher Absauganlagen, die ebenfalls intensiv im Einsatz sind, werden die Schweißanlagen durch den Alu-Staub erheblich belastet. Harald Herwig, der für die Schweißgerätewartung zuständige Meister: „Trotz dieser extrem hohen Schmutzbelastung verzeichneten wir bisher nur wenige Ausfälleder Schweißmaschinen.“ Kein Wunder, tendieren die Konstrukteure Schweißgeräteherstellers bei der Auslegung in Richtung „geeignet für Verschmutzungsgrad 4“ (nach EN 60974-1 stellt dies die anspruchsvollste Stufe dar). Die Luftkriechstrecken weisen einen Abstand von immerhin zehn Millimetern auf. Obwohl sie damit bewußt höhere Kosten in Kauf nehmen, streben die Wissener Schweißgeräteexperten neben der Leistung auch eine hohe Verfügbarkeit an.

„Auf dem Gebiet Pulsstrom-Schweißmaschinen hat Dalex eindeutig die Nase vorn“, betont Ullenboom und ergänzt: „Das gilt sowohl für die älteren Schweißgeräte wie für die modernen Multifunktionsanlagen vom Typ ,Vario MIG 400‘.“

Neben acht Stück der volldigitalen Multifunktionsanlagen „Vario MIG 400“ setzen die Krefelder die MAG-Standardgeräte „CGW 302“ und „CGW 354“ sowie sechs der speziellen Alu-Pulsschweißmaschinen „CGL (W) 367“ ein.

Die Multifunktionsanlagen (MFA) von Dalex gibt es mit Maximalstärken von 250 bis 2.000 Ampere. Sie zeichnen sich vor allem durch ihren virtuellen sowie den realen Schweißmaschinenteil aus. Bei dieser Technologie wird zwischen dem Maschinencharakter, zuständig für die „Prozess-executes“, sowie der Schweißdatenbank mit den individuellen Schweißparametern unterschieden.

Einknopfbedienung

Für den Anwender bedeutet dies, daß er mit den neuen Maschinen sofort arbeiten kann, ohne im Vorfeld aufwendige Parameter-Einstellarbeiten wie Vorgabe von Pulshöhe, Pulsdauer, Pulsfrequenz, Grundstrom und anderes mehr vornehmen zu müssen. Eine Vielzahl an werkseitig programmierten „Synergie-Kennlinien“ ermöglicht mit den neuen Maschinen das Schweißen per Drehknopf. Hierzu wählt der Schweißer als erstes das notwendige Schweißverfahren aus, wie beispielsweise MIG-Normalschweißen, MIG-Puls, MIG-Löten oder sogar das konventionelle Stabelektrodenschweißen. Danach entscheidet er sich für das geeignete Schweißprogramm aus den sogenannten Synergie-Tabellen. Diese Tabellen enthalten unter anderem die Werte für den zu schweißenden Werkstoff (Alu, Baustahl, Edelstahl, …), die betreffende Schutzgasart sowie den Drahtdurchmesser.

Nach dieser einfachen und schnellen Auswahl über einem Drehknopf kann sofort geschweißt werden. Ein Mikroprozessor errechnet aus den Vorgaben die entsprechenden Parameter für den optimalen Schweißprozeß. Mittels eines Ferneinstellknopfes, meist an der Schweißpistole angebracht, läßt sich das gewählte Programm darüber hinaus den unterschiedlichen Materialdicken sowie den sich ändernden Schweißpositionen leicht anpassen. Bei Bedarf vermag der Schweißer die Lichtbogenlänge sowie die Drahtvorschubgeschwindigkeit mittels eines weiteren Einstellers zu manipulieren. Selbstverständlich können die eventuell erforderlichen Korrekturen in den Synergie-Tabellen an diesen MFAs abgespeichert werden, um sie später für gleiche oder ähnliche Schweißprozesse sofort und einfach reproduzierbar zu nutzen.

Die Geräte der Schweißmaschinen-Baureihe Vario MIG von Dalex bestehen aus einem Leistungsteil, der dazugehörigen Steuereinheit, der Prozeßregelung sowie aus dem Kommunikationsmodul. Zu den MSG-Anlagen gehört selbstverständlich auch ein Drahtvorschubgerät. Neben den werksseitig vorgegebenen Synergie-Tabellen lassen sich auch anwenderspezifische Daten abspeichern.

Virtuell und doch real

Die neuen MSG-Impuls-Lichtbogen-Schweißgeräte sind universell nutzbar und erweitern den Anwendungsbereich erheblich. So lassen sich dünne Aluminiumbleche von nur einem Millimeter Dicke in hoher Qualität, nahezu verzugsfrei und dazu spritzerarm, ebenso sicher verschweißen wie die Kehlnähte von dicken Chrom- Nickelstahlplatten im Schiffbau. Vor allem das porenfreie Schweißen von Nickelbasislegierungen, wie beispielsweise Inconel 617 oder 625, Hastelloy C4, sowie von Kupfer-Nickel-Eisen-Legierungen stellt einen der großen Vorteile dieses Schweißverfahrens dar. Durch einen digital kontrollierten Drahtfreibrand in Verbindung mit einem definierten Bremsmoment bleibt das freie Drahtende des Zusatzdrahtes zudem spitz. Es bildet sich also keine Kugel aus. Dies hat den Vorteil, daß die Zündeigenschaften reproduzierbar sind und der Anwender somit von Anfang an eine stets perfekte Schweißnaht erzielt.

Qualität und Sicherheit ist Trumpf

Im Ausbesserungswerk dominieren Überkopfarbeiten. Aufgrund der leichten und problemlosen Handhabbarkeit der Schweißbrenner stellt dies allerdings kein größeres Problem dar, schon eher die sehr hohe Beanspruchung des Drahtfördersystems im Bereich des Brenners. Es wird ein Alu-Draht mit nur 1,2 Millimeter Durchmesser verwendet. „Nach dem kompletten Einschweißen des Kopfmoduls eines Reise- oder Triebwagens ist die ,Seele‘ meistens zu“, merkt hierzu Manfred Ullenboom an. „Dafür läßt sich auch dieses Verschleißteil schnell und einfach austauschen“, ergänzt Harald Herweg, der auf solche Details großen Wert legt.

Grundsätzlich werden alle Schweißmaschinen im AW-Krefeld im viertel-, halbjährlichen und im Jahresrhythmus geprüft, je nachdem, welche Wartungsarbeiten anliegen. Nach einem Jahr erfolgt die Prüfung nach VBG 4, den einschlägigen Vorschriften der Berufsgenossenschaften. Trotz der geringen Ausfallraten aufgrund der hohen Staubbelastung konzipiert man derzeit zusammen mit den Wissener Ingenieuren einen neuen Ansaugkasten, der den extremen Staubbefall im Geräteinneren reduzieren soll. Schließlich gibt es nichts, was nicht doch noch zu verbessern ist.

Erschienen in Ausgabe: 10/1999