Putzzeiten ade!

Fokus / Schweißen

Nacharbeitsintensive Schweißspritzer schienen beim MAG-Schweißen lange ebenso unvermeidbar zu sein wie der Aufwand, sie manuell zu entfernen. Für Richard Meissle hat sich das geändert.

27. August 2013

In über drei Jahrzehnten hat sich die Meissle GmbH in Bibertal-Schneckenhofen bei Günzburg eine umfassende Kompetenz rund um Metallbau, Blechbearbeitung und Laserschneiden erworben. Als Lohnfertiger für renommierte Auftraggeber unterschiedlicher Branchen haben sich Richard und Marcus Meissle, die das Familienunternehmen in zweiter und dritter Generation führen, auf komplette Baugruppen spezialisiert: Rund 1500 Artikel fertigen sie mit ihren zehn Mitarbeitern jedes Jahr – vom Einzelstück bis zu Losen von mehreren Tausend Exemplaren. Dabei verarbeiten sie Stahl-, Aluminium- und Edelstahlbleche in Dicken von einem bis 20 Millimeter.

Der Schweißroboter als ›Initialzündung‹

Seit rund zwei Jahren setzen die Meissles auch einen Schweißroboter ein. »In Zeiten wachsenden Preisdrucks können wir nur mit einem Roboter mithalten«, begründet Richard Meissle seine Entscheidung, »und das spricht sich rum.«

Das automatisierte Schweißen von bisher manuell verarbeiteten Regalteilen aus Baustahl gewährleistete darüber hinaus von Anfang an eine 30-prozentige Belegung des Roboters. Inzwischen ist der Roboter weitgehend ausgelastet und Seniorchef Meissle vollauf zufrieden: »Mit dem Roboter sind wir inklusive Handling 30 bis 40 Prozent schneller als beim manuellen Schweißen und haben zusätzlich optimale Prozesssicherheit, denn jede einzelne Naht ist immer gleich gut.«

Die Wahl fiel auf einen Motoman-Roboter von Yaskawa. »Wir haben uns bewusst für diesen Roboter entschieden, weil die Marke bei Schweißapplikationen führend ist und sich diese Roboter auch relativ einfach bedienen und programmieren lassen«, begründet Meissle die Entscheidung. Zur optimalen Abstimmung von Roboter und Schweißschutzgas kam dann Linde ins Spiel. Denn »seit zig Jahren schon« bezieht die Meissle GmbH ihren Bedarf an technischen Gasen von demselben Anbieter.

In den Linde-eigenen Anwendungstechnischen Zentren (ATZ) in Hamburg und Unterschleißheim bei München nahmen die Schweißgase-Experten den Prozess genau unter die Lupe und analysierten ihn detailliert anhand von Röntgen- und Schliffbildern. Die Lösung brachte schließlich eine völlig neuartige Schutzgasmischung, die als wesentliches Element Helium enthält. Inzwischen ist die Mischung unter der Bezeichnung Corgon 2S3He18 nach ISO 14175 Bestandteil des umfangreichen Linde-Portfolios an Schweißschutzgasen.

Neue Schutzgasmischung

Schutzgase schützen während des Schweißvorgangs Lichtbogen und Schmelzbad und gewährleisten so einwandfreie Nähte. Beim Metall-Aktivgas-Schweißen (MAG-Schweißen) enthält die eingesetzte Gasmischung neben inerten Komponenten wie Argon auch aktive Bestandteile, vor allem Kohlendioxid und Sauerstoff.

Auch der Stickstoff- und Sauerstoffgehalt des Schweißgutes hat Einfluss auf das Schweißergebnis, da diese Gase mit chemischen Elementen aus dem Werkstoff zu Nitriden und Oxiden reagieren. Diese wiederum können die Qualität des Werkstoffs beeinträchtigen, etwa im Hinblick auf seine Zähigkeit. Schutzgase haben deshalb auch die Aufgabe, den Sauerstoffgehalt des Schweißgutes entsprechend zu regulieren.

Über die jeweilige Zusammensetzung des MAG-Schutzgases lassen sich unterschiedliche mechanisch-technologische Eigenschaften des Schweißgutes sowie die Nahtgeometrie gezielt beeinflussen. So kann man die generelle Neigung zur Spritzerbildung beim MAG-Schweißen beispielsweise durch eine Verringerung des Aktivgase-Anteils verringern. Gleichzeitig vermindert sich damit allerdings die Qualität des Einbrands.

Die neue Schutzgasmischung Corgon 2S3He18 gleicht diesen unerwünschten Effekt durch die Zugabe von Helium aus. Der Anteil des inerten Edelgases liegt bei 18 Volumen-Prozent (Molanteil). Dieser exakt bemessene Wert garantiert einen guten Einbrand. An aktiven Bestandteilen enthält das Gemisch 2,0 Prozent Kohlendioxid (CO2) und 3,1 Prozent Sauerstoff (O2). Die restlichen knapp 77 Prozent bestehen aus Argon (Ar).

Über den perfekten Einbrand hinaus bietet Corgon 2S3He18 weitere entscheidende Vorteile beim MAG-Schweißen von un- und niedriglegierten Stählen bis zirka 10 mm Blechdicke: Das Schweißergebnis ist spritzer- und silikatarm. Gleichzeitig wird eine deutlich höhere Schweißgeschwindigkeit erreicht. Dabei bildet sich weniger Rauch und ein ruhigerer Lichtbogen entsteht. Mit optimalem Benetzungsverhalten und guter Flankenanbindung bietet das Gas zudem eine sehr gute Alternative zum Einsatz von Metallpulverfülldraht im Dünnblechbereich.

Nahezu spritzerfreie Schweißergebnisse

Seit durch den Einsatz des neuen Linde-Gemischs fast keine Spritzer mehr entstehen, spart Richard Meissle bares Geld: »Unsere Kunden erwarten zu Recht saubere Teile. Ich musste früher also immer einen Mitarbeiter abstellen, um die frisch geschweißten Teile manuell zu reinigen. Jetzt, wo wir den Roboter haben, würde dieser zudem während der Putzzeiten stillstehen. Und das können wir uns nicht leisten.«

Bei Teilen mit Ecken verstärkt sich der Effekt des weitgehend spritzerfreien Schweißergebnisses noch, denn die Schweißrichtung kann nur zur Ecke hin verlaufen. Mögliche Spritzer würden also im Eckbereich umso größere Verschmutzungen und aufwendige Nacharbeit verursachen.

Überzeugt von den charakteristischen Vorteilen, nutzt die Meissle GmbH die neue Schutzgasmischung auch zum manuellen Schweißen. Dabei kommen Einzelflaschen zum Einsatz. Der Schweißroboter hingegen wird über eine zentrale Gasversorgung mit 12 Stahlflaschen und insgesamt 600 Liter Inhalt vom Hof aus versorgt. Entsprechend einfach ist das Flaschen-Handling.

Fazit

Die Einführung eines Schweißroboters war für die Meissle GmbH der Start »in eine neue Ära« – und für Linde der Anlass für die Entwicklung einer völlig neuartigen Schutzgasmischung für das MAG-Schweißen: Durch eine optimierte Gasmischung vermeidet Corgon 2S3He18 wirkungsvoll Spritzer. Gleichzeitig lässt sich die Schweißgeschwindigkeit deutlich erhöhen.

Erschienen in Ausgabe: 05/2013