37. Schweißtechnisches Kolloquium: Fachlicher Austausch vom Skywalk bis zum Kabelmanagement

Ein schwebender Stahlkoloss 120 m über der Ostsee

Nach Grußworten von Matthias Huke, Vorsitzendem des DVS-BV Hamburg und Prof. Dr.-Ing. Enno Stöver, Leiter des Departments Maschinenbau und Produktion der HAW Hamburg, führte gleich der erste Vortrag die Zuschauer in schwindelerregende Höhen: Der Skywalk Königsstuhl auf Rügen, eine schwebende Aussichtsplattform 120 m über der Ostsee, war sowohl in seiner Konstruktion als auch seiner Montage eine wahre Herausforderung. Martin Hurtienne von der flz Stahl- und Metallbau Lauterbach GmbH ließ das Publikum mit eindrucksvollen Bildern daran teilhaben, wie der Koloss, bestehend aus 10 Stahlbausegmenten, einem 40 m hohen Mast, 7 Rohrpfählen und 26 Seilen zunächst an Land auf Hilfskonstruktionen zusammengefügt und dann per Gleitschienen nach und nach in seine schwebende Position gebracht wurde. Für jeden Schritt des Vorgangs wurde dabei eine eigene Statik angefertigt; die tatsächlich wirkenden Kräfte wurden permanent gemessen und mit der Planung abgeglichen. Die Arbeiten dauerten Monate und fanden zum Großteil nachts statt – bei für die Schweißer z. T. widrigsten Witterungsbedingungen. 

Automatisierung im Stahlbau und beim UP-Schweißen

„Sowas können wir in Deutschland!“ – so das beeindruckte Fazit von Matthias Huke, bevor der nächste Vortrag das Thema Automatisierung ins Zentrum der Aufmerksamkeit rückte: Patrick Baade von Butzkies Stahlbau stellte ein System für das vollautomatische Zusammenbauen und Verschweißen von Stahlbaukonstruktionen vor, bestehend aus einem Handling- und einem Schweißroboter. An das System wird dabei ein 3D-Modell übertragen, während die Anbauteile auf einen Tisch gelegt werden, wo sie von der Maschine gescannt und automatisch auf Übereinstimmung mit den geforderten Daten geprüft werden, bevor sie nach Plan automatisch montiert und abgeschweißt werden. Anhand von Beispielrechnungen zeigte Baade, dass die von einem einzigen Mitarbeiter gesteuerte Maschine bei schwergewichtigen zu verschweißenden Bauteilen in höherer Stückzahl große wirtschaftliche Vorteile bringt, indem sie zügig hochqualitative, reproduzierbare Ergebnisse liefert.

Das Thema Automatisierung blieb während der nächsten Stunde im Fokus: Klaus Hoops von der ESAB Welding & Cutting GmbH stellte moderne Lösungen im Unterpulverschweißen vor. Dabei gab er einen Überblick über aktuell eingesetzte UP-Traktoren, Kreuzmasten und Portalanlagen, inklusive spezieller Anwendungen von besonders kleinen Stutzeneinschweißautomaten bis hin zu Großanlagen. Auch UP-Schweißen mit Cobots habe Zukunft, so Hoops, insbesondere bei kurzen Nähten mit hohen Anforderungen an Qualität und Wirtschaftlichkeit. Das „nächste Level“ sei vollständig adaptives UP-Schweißen, bei dem das System selbst mithilfe von Laser- und Kamera­technik die Nahtgeometrie vermisst, permanent Prüfungen und Berechnungen durchführt, und im Fall von erkannten Fehlern seine Schweißparameter automatisch anpasst.

Noch stiefmütterlich behandelt von der Norm: hochpräzises Digital-Visual Testing

Auch der nächste Vortrag warf ein faszinierendes Licht auf heutige technische Möglichkeiten. Dr.-Ing. Jan Schubnell vom Fraunhofer Institut für Werkstoffmechanik IWM referierte zur Digitalisierung von Schweißnahtgeometrien zur Erfassung und Bewertung von Oberflächenunregelmäßigkeiten. Dabei beschrieb er, wie beim Digital-Visual Testing (D-VT) 3D-Scanner innerhalb von Sekunden digitale Abbilder einer Nahtoberfläche liefern, wobei die Abtastrate so hoch ist, dass eine lückenlose Detektion von Unregelmäßigkeiten möglich ist. Die Anzahl der Einzelmessungen wirkt sich dabei deutlich auf die ermittelte Nahtqualität aus, werden mit dem hochpräzisen Verfahren doch Unregelmäßigkeiten erkennbar, die bei der herkömmlichen Sichtprüfung verborgen bleiben. Eine Frage, die dadurch unweigerlich aufkommt und im Publikum diskutiert wurde: Braucht es neue Grenzwerte? Sollten die in der Norm angegebenen Werte, die sich noch auf die herkömmliche VT beziehen, an die Bewertung auf der Basis digitaler Daten angepasst werden?

Neue BauPVo erhöht Anforderungen an Hersteller

Additive Fertigung – mit diesem ebenfalls hochaktuellen Thema startete das Kolloquium ins Nachmittagsprogramm. Arthur Nikolas vom Institut für Werkstoffkunde und Schweißtechnik der HAW Hamburg präsentierte Erkenntnisse aus seiner Masterarbeit, in der er den Einfluss verschiedener Schweißparameter auf die Qualität additiv gefertigter Bauteile untersuchte. Für seinen Versuchsaufbau nutzte er als Grund- und Zusatzwerkstoff Aluminium (AW-6060 bzw. AW-6063) und experimentierte mit verschiedenen Variablen wie z. B. Spannung, Drahtvorschub, Startstrom, Endstrom, Verfahrensgeschwindigkeit und Brennerabstand. Ein deutliches Ergebnis dabei: Wird die Streckenenergie reduziert, hat dies einen geringeren Höhenaufbau der Lagen zur Folge. 

Nach den vielen Einblicken in die technische Praxis fehlte schließlich auch ein Abstecher in den Bereich Normierung nicht. Die neue BauPVo 2024/3110 steht kurz vor der verbindlichen Anwendung – was bringt sie für Hersteller mit sich? In erster Linie viele neue Anforderungen, erfuhren die Zuhörer von Dr.-Ing. René Schasse von der Schweißtechnischen Lehranstalt Magdeburg gGmbH. Vor dem Hintergrund des Nachhaltigkeitsgedankens wurde ihr Anwendungsbereich beispielsweise auf gebrauchte und wiederaufbereitete Produkte ausgeweitet, für die dieselben Anforderungen gelten wie für neu produzierte Bauteile. Viele Sicherheitsregelungen wurden weiterhin verschärft: So unterliegen nicht mehr nur Produkte mit tragender Funktion der Verordnung, sondern auch z.B. Geländerbestandteile. Die Informationspflichten für Hersteller wurden zudem wesentlich ausgeweitet, so müssen diese neben einer Gebrauchsanweisung künftig u. a. Sicherheitsinformation zu Installation, Wartung, (De-)Montage, Lagerung, Wiederverwendung und Recycling bereitstellen. Ähnliches gilt für die Kennzeichnungspflichten, hier werden etwa Piktogramme für den ordnungsgemäßen Gebrauch Pflicht.

„Qualität kommt von Qual!“ – Lernen aus Kabelverlegungs-Fehlern

Nach diesen für manch einen nicht allzu erfreulichen Informationen fand die Veranstaltung einen unterhaltsamen Abschluss im Beitrag von Martin Juhn von der Fronius Deutschland GmbH. Juhn hatte sich zum Ziel gesetzt, frei nach dem Motto „Qualität kommt von Qual!“ das Publikum von seinen guten und schlechten Erfahrungen aus 35 Jahren Berufspraxis profitieren zu lassen. Dabei legte er den Schwerpunkt auf die richtige Kabelverlegung beim Roboterschweißen. Anhand von Beispielfällen zeigte er, inwieweit das richtige Kabel-Layout durch eine bessere oder schlechtere Induktivität letztendlich Einfluss auf die Qualität der Schweißnaht hat. Dabei gab er zahlreiche praktische Tipps, wie z. B. Massekabel und Schlauchpakete möglichst kurz zu halten, darauf zu achten, dass Strompfade sich nicht kreuzen und dass Masseleitung und Pluspolleitung gleich lang sind, um eine Kompensation derselben Widerstände zu erreichen – sowie schließlich Kabel im Ruhezustand immer bifilar statt spiralförmig zusammenzurollen.