Hochleistungs-Schweißprozess für dicke Bleche
OTC DAIHEN EUROPE GmbH stellt auf der Messe Schweißen und Schneiden in Deutschland zum ersten Mal ein neues automatisiertes Schweißverfahren unter der Bezeichnung D-Arc vor. Im Fokus steht die Bearbeitung von Blechen bis max. 19 mm (3/4 Zoll/Inch) Stärke, die üblicherweise vor dem Schweißprozess eine aufwendige Nahtvorbereitung durchlaufen. Zur Erzeugung einer geeigneten V-Naht muss das jeweilige Werkstück bekanntlich vor dem automatisierten Schweißprozess angefräst oder angeschliffen werden, was bereits einige Zeit an Vorbereitung in Anspruch nimmt.
Abbildung: Die aufeinander abgestimmte OTC Gesamtlösung für den D-Arc Prozess, bestehend aus Schweißmaschine Welbee DPS, Roboter FD-V20, Brenner Typ DTWH 6500 S, Drahtvorschub-Fördersysteme DF-PL und DF-PS und Robotersteuerung FD-11.
Das etablierte Schweißverfahren erfordert mehrere automatisierte Schweißdurchgänge, um die V-Naht ab der Wurzel über mehrere Lagen hinweg und – in Abhängigkeit des gewünschten Musters (Stichwort: Raupen) – zu füllen. In allen Fällen spielt der gleichmäßige Auftrag über die Robotertechnik eine große Rolle.
Abbildung: Beispiel konventionelles Mehrlagen-Schweißen; hier CO2, 1,6-mm-Massivdraht, 300 A, 30 V, Schweißgeschwindigkeit 30 cm/min, 6 Lagen, Spaltfläche: 123,5 mm2, Verzug: 7°
Üblicherweise nutzt man hierfür den Tandemschweiß-Prozess, um über ein Doppeldrahtsystem das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Ein mühsamer Prozess, der auch nur bei geraden Nahtstrecken funktioniert, da bei engeren Kurven aus physikalischen Gründen der hintere Lichtbogen ausbricht und nicht die Spur halten kann.
Das D-Arc Schweißverfahren von OTC stellt hier sichtbare Verbesserungen des Ergebnisses in Aussicht, da bereits die Nahtvorbereitungsarbeiten auf ein Minimum reduziert werden können. Hier genügt es nach Aussage des Herstellers, die Werkstücke lediglich einseitig anzufasen.
Abbildung: Der neue D-Arc-Prozess von OTC ermöglicht das einlagige Schweißen dicker Bleche mit hoher Effizienz. D-Arc erzeugt durch die Kombination aus einem rotierenden und oszillierenden Lichtbogen eine hohe Materialeinbringung bei kontrolliertem Wärmeeintrag – ohne große Nahtvorbereitung.
Der entscheidende Unterschied gegenüber konventionellen Schweißverfahren besteht außerdem darin, dass beim D-Arc Prozess ein einzelner automatisierter Schweißdurchgang ausreicht, um die Naht zu verfüllen. Neben dem enormen Zeitvorteil spart der Betreiber hier deutlich Material, weil keine ausgeprägte V-Naht verfüllt werden muss. Zudem ist die gesamte Prozesszeit wesentlich kürzer.
Abbildung: Beispiel D-Arc-Schweißprozess; CO2, 1,6-mm-Massivdraht, 650 A, 45 V, Schweißgeschwindigkeit 30 cm/min., lediglich 1 Lage, Spaltfläche: 38,5 mm2, Verzug: 1°, optimale Wurzelausbildung ohne Gegenschweißung
Der D-Arc Prozess ist deshalb so erfolgreich, weil zahlreiche Voraussetzungen für das Verschweißen dicker Bleche erfüllt sind: Während der klassische Lichtbogen über dem Bauteil brennt, um das Material in die Schmelze zu bringen, brennt der Lichtbogen beim D-Arc Prozess direkt in der Schmelze. Ermöglicht wird das Ganze durch den Hochgeschwindigkeitswechsel von Rotations- und Pulslichtbogen – bei einer Frequenz von etwa 100 Hertz.
OTC hat hier mit seiner eigenen neuen Stromquelle Welbee DPS die verfahrensrelevanten Voraussetzungen für das Dickblechschweißen erfüllt. Dazu zählt auch eine entsprechende OTC Brennerausstattung, die dem erforderlichen Strom von mindestens 600 Ampere standhält. Die hierfür geeigneten OTC Brenner halten sogar bis zu 1.000 Ampere stand.
Da während des Schweißvorgangs von dicken Blechen nach wie vor große Drahtmengen benötigt werden, sind hier Drahtfördergeschwindigkeiten von bis zu 100 m/min. erforderlich, um innerhalb eines Arbeitsganges die Schweißaufgabe perfekt zu erledigen. Das Nahtergebnis über D-Arc ist aus qualitativer Sicht ohne weiteres mit einer Unterpulvernaht vergleichbar.
Abbildung: D-Arc Schweißmuster