Lichtbogen über fünf Dekaden

50 Jahre BBR/Unternehmen

Zur Metallverarbeitung gehören Schweißen und zunehmend (Hart-)Löten wie Butter auf das Brot. Besonders gilt dies für Lichtbogenverfahren, vom Hand- bis zum vollautomatisierten Hochleistungsfügen. Auch die Lichtbogentechnik zeichnet in den zurückliegenden fünf Jahrzehnten ein Entwicklungsprozess aus.

07. Dezember 2010

Augenfällig zeigt sich ein Entwicklungsaspekt am Leistungsgewicht. Wog gegen Ende der 50er des vergangenen Jahrhunderts ein Schweißgerät mit 35 Ampere maximaler Stromstärke kräftige 48 kg, so erhält der Schweißer heute seine Stromquelle mit 150 Ampere maximalem Schweißstrom bei einem Leichtgewicht von 4,7 kg. Entsprechend beträgt deren Leistungsgewicht gerade noch 9 Prozent! Noch gravierender für den Praktiker sind die Entwicklungen und Innovationen auf dem Verfahrenssektor. Aktuell lassen sich praktisch alle elektrisch leitenden Metalle, die in Gewerbe und Industrie vorhanden sind, per Lichtbogenverfahren fügen. In der automatisierten Fertigung schweißen oder löten Roboter in reproduzierbarer Qualität mit ihrer höchstmöglichen Bahngeschwindigkeit. Die optimalen Daten für die jeweils aktuelle Position der Schweißnaht erhält das digital gesteuerte Schweißsystem aus dem Programmspeicher und gleicht sie just in time mit den realen Bedingungen ab. Die Kontrolle der Systeme, Auswertungen der Daten und Änderungen kann der Schweißpraktiker von seinem (Büro-)Arbeitsplatz aus über seinen PC vornehmen. Virtuell kann er so alle vernetzten Systeme eines Unternehmens auf seinem Bildschirm sehen und bis hin zur lückenlosen Datendokumentation managen.

Bereits 1959 veränderten Innovationen die Schweißwelt

Schweißen galt Ende der 50er – und gilt teilweise auch heute noch – als ein Männerberuf. Verständlich beim Blick auf die damals gängige Technologie. Neben dem E-Handschweißen dominierte noch der Gasschmelzprozess mit Brenngas-Sauerstoff-Flamme, auch bekannt als Acetylen-Schweißen. Wenige Jahre jung starteten die Schutzgasprozesse damals ihren erfolgreichen Einzug in die Industrie. Das Wolfram-Inertgas(WIG)- sowie die Metall-Schutzgas(MSG)-Verfahren mit den Varianten Metall-Inertgas(MIG) und Metall-Aktivgas(MAG) boten gute Voraussetzungen für weitere Verfahrensentwicklungen und mechanisierte sowie später automatisierte Prozesse.

Neue Stromquellen und Steuertechnik

Transformator, Umformer und Gleichrichter erzeugten zu Anfang der 50er-Dekade die gewünschten analog einstellbaren Schweißströme. In den 80ern brachte der Siegeszug der Invertertechnologie den Aufbruch in die total digitale Welt. Elektronik steuert in sensationell verkürzten Regelzeiten sowohl die Kennwerte als auch den Prozess. Parallel entwickeln sich die drastischen Gewichtsreduzierungen. Gemeinsam mit höheren Wirkungsgraden und geringerer Wärmeentwicklung vereinfachen sie die Aufgaben der Kühlung und des platzsparenden flexiblen Einsatzes sowohl vor Ort als auch in der Schweißzelle. Die Prozesssteuerung erlaubt ein nahezu perfektes Beeinflussen des Lichtbogens. Hohe Lichtbogenstabilität, Impuls-Lichtbogen, gezieltes Ablösen einzelner Schmelztropfen, kurzschlussfreies, praktisch ebenfalls spritzerfreies Schweißen bilden die Basis für perfekte Nähte und für neue Anwendungs- sowie Verfahrensvarianten.

Die digitalisierte Signalverarbeitung sowie Prozesssteuerung eröffnen neue Horizonte für die Schweißabläufe und die Gerätebedienung. Qualifizierte Schweißsystem-Anbieter liefern standardisierte komplette Prozessabläufe für beliebige Metalle und Schweißparameter als Software, und die Anwender können sie individuell verändern. Der Schweißer wählt sein Wunschprogramm per Tastendruck über ein interaktives Display. Und dies nach Belieben an der Stromquelle oder unabhängig von ihr an dem (Arbeits-)Ort, an dem es am vorteilhaftesten ist. Freiheitsgrade und Unabhängigkeit von Schweißsystem und Standort bietet die jederzeit aktualisierbare Software. Dies gewährleistet das Kommunizieren zwischen Anwender, Spezialisten beim Hersteller, Schweißsystem und Datenpool.

Grenzenloser weiterer Fortschritt?

Auf Basis der technologischen Rahmenbedingungen von Hard- und Software haben menschlicher Forscherdrang und Perfektionismus immer neue, kreative Lösungen erzielt. Beispielhaft dafür ist der CMT-Prozess von Fronius. Der reversierende Drahtvorschub, integriert in den digitalen Regelprozess, bietet in seiner Alleinstellung unübertroffene Merkmale. Dazu gehören höhere Spaltüberbrückung, Entfallen von Schmelzbadstützen, geringer Wärmeeintrag, geringer Verzug, praktisch null Spritzer und weniger Nacharbeit. Vor allem beim Schweißen dünner (CrNi-)Stähle und von Aluminiumblechen, bei Dünn-Dick-Verbindungen, beim Fügen von Stahl mit Aluminium oder Löten schwieriger Verbindungen kommen die Vorteile von CMT zur Geltung.

Jedoch auch die Schweißanwender dickerer Materialpaarungen profitieren inzwischen. Mit ›Puls-Mix‹, der neuen Verfahrenskombination aus dem Impuls-Lichtbogen und CMT, kann sie realisiert werden.

Der technische Trendsetter Automobilindustrie zeigt eine weitere Perspektive: Löten statt schweißen. CMT kann hier laut Fronius sowohl technisch als auch wirtschaftlich klare Verbesserungen gegenüber dem MIG- oder Laser-Löten bieten. So, wie nichts sicherer als der Wandel ist, werden weitere Fortschritte in der Lichtbogen-Schweißtechnik folgen. Einige hat Fronius bereits auf Messen wie der Schweißen & Schneiden, Tube und Euroblech präsentiert.

Gerd Trommer, rgt Redaktionsbüro

Erschienen in Ausgabe: 06/2010