Fronius: Manuell schweissen Robuste Schweissnähte unter Zwangslage

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Kippaufbauten aus Aluminium und Stahl schweissen Fachkräfte bei der Moser AG in Steffisburg mit Geräten von Fronius. Speziell beim Schweissen in Zwangslagen – steigend, fallend – sorgen einstellbare Kennlinien für Produktivität und Effizienz.

Die Moser AG in Steffisburg konstruiert und produziert Fahrzeugaufbauten für 18 bis 40 t schwere Lastkraftwagen. Letztere können bis zu 20 000 kg Nutzlast aufnehmen. Dazu sagt Stefan Rolli, Betriebsleiter bei der Moser AG: «Möglichst grosse Transportmengen pro Fahrt sind das A und O in unserer Branche. Damit unsere Kundinnen und Kunden bei einem fest vorgeschriebenen Gesamtgewicht so viel Material wie möglich transportieren können, konstruieren wir unsere Kipper und Ladesysteme so leicht wie möglich – ohne dabei Kompromisse bei der Festigkeit, Beständigkeit oder Nutzerfreundlichkeit einzugehen.»

Leichte Aufbauten vorteilhaft

Je nach Abmessungen und Achsenanzahl der Fahrzeuge sind die in Steffisburg hergestellten Lkw-Aufbauten meist zwischen 3000 und 4500 kg schwer. Stefan Rolli erläutert: «Der Nutzlastvorteil, den unsere Kunden durch den Einsatz unserer leichteren Aufbauten im Vergleich zu Mitbewerbern haben, liegt oft zwischen 500 bis 700 kg pro Fahrt. Das bedeutet einen deutlich effizienteren Einsatz der Fahrzeuge – ganz nach unserem Motto ‹Immer eine Ladung voraus›.» Die in Steffisburg individuell nach Forderungen und Bedarf gefertigten Aufbauten passen auf alle gängigen Lkw. Besonders stolz ist man bei dem Unternehmen aus dem Kanton Bern, dass sämtliche Kipper und Ladesysteme – ab den zugelieferten Blechen und Profilen – am Unternehmensstandort in Steffisburg produziert werden. Dazu sagt Stefan Rolli: «Wir sind heute das einzige Unternehmen in der Schweiz, das Nutzfahrzeug-Aufbauten für den Baustellensektor in einer so hohen Fertigungstiefe herstellt. Durch die Kontrolle über alle wesentlichen Produktionsprozesse und die Nähe zu unseren Kunden können wir auf Sonderwünsche sehr rasch und flexibel eingehen.» Jährlich produziert das Unternehmen etwa 200 Lkw-Aufbauten. Durchschnittlich beträgt die Durchlaufzeit sechs bis acht Wochen.

Flexibel dank grosser Fertigungstiefe

Nach dem Bereitstellen in Steffisburg werden die Lkw zunächst gemessen. Spezialisten konstruieren im CAD die erforderlichen Aufbauten. Anschlies­send schneiden die Fertigungstechniker in der Werkstatt Bleche auf einer Plasma-Schneidanlage, biegen sie entsprechend den Vorgaben und bearbeiten Profile und andere Bauteile auf einem Be­arbeitungszentrum. In den Schlossereien der Moser AG werden die Bauteile miteinander verschweisst, also die Kipper in ihrer Rohform fertiggestellt. Anschliessend werden sie mit Sand gestrahlt und lackiert. Die Hydraulik wird installiert und die Kipper werden auf den Lastwagen montiert. Eine gründliche Endkontrolle sorgt für die Qualitätssicherung. Vor allem das Schweissen ist entscheidend für die zuverlässige Funktion und einen über viele Jahre zuverlässigen Betrieb der Kippaufbauten. Stephan Zing, Konstrukteur bei der Moser AG, berichtet: «Schweissnähte kommen bei uns in praktisch allen Bauteilen vor. Im täglichen Baustelleneinsatz müssen diese Erschütterungen, Vibrationen und Verwindungen standhalten – etwa, wenn tonnenschwere Felsblöcke aus der Schaufel eines Radladers auf die Kippermulde treffen. Da fehlerhafte Nähte gravierende Folgen haben, ist unser Anspruch an die Professionalität unserer Schweisser und die von ihnen verwendeten Geräte ausserordentlich hoch.» Besonders aufmerksam achten die Fertigungstechniker in Steffisburg auf einwandfreie Schweissnähte bei den tragenden Bauteilen, zum Beispiel an der Unterkonstruktion der Mulden und am Hilfsrahmen.

Bis 70 mm dicke Bleche aus Stahl und Aluminium

In Steffisburg schweissen die Fachkräfte meist 3 bis 70 mm dicke Bleche aus üblichem Baustahl (S355), aber auch aus weiteren Stählen von S690 bis S700 sowie aus Hardox 450. Überwiegend ist 4 mm dickes Blech aus Hardox 450 zu schweissen. Darüber hinaus sind 2 mm dicke Bleche aus Aluminium, 3 und 4,5 mm dicke Warzenbleche aus Aluminium zu bearbeiten und zu schweissen. Relativ leichte Bleche aus Aluminiumlegierungen nutzt der Aufbauhersteller für Seitenwände. In einer selbst entwickelten Form werden diese stranggepresst. Mit dem Profilsystem MAP können Seitenwände für Kipper modular aufgebaut werden. Darüber hinaus werden aus den Aluminiumblechen Kotflügel, Abdeckungen und Trittbretter hergestellt.

Mehrere Schweissverfahren

Die überwiegende Mehrheit der Schweissnähte wird bei der Moser AG im MAG-Verfahren von Hand geschweisst. Neben beachtlichen Schweissgeschwindigkeiten bietet MAG-Schweissen grosse Abschmelzleistungen, gleichzeitig wird relativ wenig Streckenenergie in die geschweissten Bleche und Profile eingebracht. Bei Bauteilen in Serien – beispielsweise dem Schweissen von Hilfsrahmen für Kippermulden – arbeiten die Experten in Steffisburg auf einer Portalanlage mit einem Schweissroboter. Auf ihr werden die kompletten Kipperaufbauten zum Schweissen ideal positioniert. Um hohen Belastungen beim Einsatz auf Baustellen standzuhalten, werden viele Schweissnähte mit einer Wurzellage und mit bis zu zwei Decklagen ausgeführt. Neben Kehlnähten sind häufig auch Stumpfnähte – mit und ohne Spalt – zu schweissen. Zudem müssen die Fachkräfte oft in Zwangslagen schweissen. Dazu gehören Steignähte an Rohren und Blechen und auch Überkopf-Nähte. Stefan Rolli beschreibt die Ausführung der Schweissnähte: «Die Beschaffenheit der Schweissnaht gibt uns die WPS vor. Bei den Stärken der Kehlnähte halten wir uns dabei grundsätzlich an das A-Mass, also die Dicke des dünnsten Blechelements multipliziert mit 0,7.»

Mit gespeicherten Kennlinien produktiver

Stefan Rolli hebt die Vorteile innovativer Schweiss­technologie hervor: «Gerade in der aktuellen Situation sind Schnelligkeit und Flexibilität in der Produktion für uns ein entscheidendes Thema. Mit dem Einsatz der Schweissgeräte TPS 500i von Fronius, die Schweisskennlinien speichern und vorgeben, haben wir die Schweissgeschwindigkeiten deutlich gesteigert. Zudem konnten wir den Aufwand zum Nacharbeiten vermindern. Insgesamt werden mit den Geräten TPS 500i nicht nur die Schweissprozesse, sondern auch die nachgelagerten Arbeitsschritte spürbar effizienter – was sich in der Folge positiv auf unsere gesamte Fertigung auswirkt.» Häufig nutzen die Schweissfachkräfte in Steffisburg auf ihren Schweissgeräten TPS-500i das Welding Package PMC (Pulse Multi Control – ein optimierter Impulslichtbogen) in den Varianten PMC Universal, PMC Dynamic und PMC Mix. Dazu erläutert Fritz Loosli, Anwendungstechniker bei Fronius: «Generell zeichnen sich die PMC-Kennlinien durch einen stabilen, dynamischen und spritzerarmen Impulslichtbogen aus. Die beachtlichen Schweissgeschwindigkeiten der Geräte TPSi werden vor allem durch ihre hohe Prozessorleistung und die entsprechenden Mess- und Regelgeschwindigkeiten ermöglicht.» Mit den PMC-Kennlinien lassen sich zwei Stabilisator- und zwei Korrekturparameter einstellen. Dazu gehören ein Stabilisator für die Lichtbogenlänge, einer für den Einbrand, eine Regelung für die Lichtbogenlänge und eine Pulskorrektur. Die Kennlinie PMC Mix wählen die Schweissfachkräfte bei der Moser AG, damit sie Steignähte ohne die sonst übliche Pendelbewegung (Tannenbaumbewegung) schweissen können. Insgesamt sind im Prozess PMC-Mix bei Steignähten um bis zu 40 Prozent höhere Schweissgeschwindigkeiten möglich. Die technische Grundlage für diese Kennlinie bildet der Prozesswechsel zwischen einem Impuls- und einem Kurzlichtbogen – also der zyklische Wechsel zwischen einer heissen und einer kalten, stützenden Prozessphase. Die Wärmeeinbringung in das Material wird durch diesen Vorgang reduziert. Die Kennlinie Steel-Root nutzen die Fachkräfte, um beim Schweissen bis zu 3 mm breite Spalte zu überbrücken. Charakteristisch ist ein weicher, stabiler Lichtbogen. Durch das Ablösen relativ grosser Tropfen wird ein zähflüssiges Schmelzbad erzeugt, mit dem sich grössere Spalte entsprechend einfach schweissen lassen. Bei horizontalen Kehlnähten erweist sich die Kennlinie PMC Dynamic als vorteilhaft. Sie verwirklicht einen relativ aggressiven Lichtbogen mit hohem Druck und konzentriertem Fokus. So kann man bei hohen Bahngeschwindigkeiten schweissen. Wenig Energieeintrag vermeidet unnötiges Erwärmen und Verzug. Zudem minimiert man den Verbrauch an Ressourcen wie Gas, Zusatzwerkstoff und Arbeitszeit. Darüber hinaus arbeiten die Spezialisten beim Fahrzeugausstatter nach wie vor mit bewährten Standard-Lichtbögen. Das betrifft zum Beispiel Bauteile aus Aluminium.

Produktiv durch Jobwahl am Brenner

Einfach und effizient lassen sich die Schweissgeräte von Fronius einstellen. Das grosse Klartext-Display lässt sich auch mit Handschuhen einfach und intuitiv bedienen. Es enthält Dialoge in einer Vielzahl unterschiedlicher Sprachen. Zusätzlich kann das Personal direkt am Brenner Parameter einstellen. Dazu berichtet Stefan Rolli: «Muldenkipper sind Bauteile, die nicht gerade einfach und rasch hin- und hergeschoben werden können, also bewegen sich unsere Mitarbeiter um die Bauteile herum. Um unseren Schweissern ein Maximum an Bewegungsfreiheit zu bieten, sind alle unsere Schweissgeräte mit 10 m langen Schlauchpaketen ausgestattet.» Deshalb nutzen die Fachkräfte meist den leichten, wassergekühlten Schweissbrenner Pull Mig in der Ausführung Jobmaster. Ein integrierter Elektro­motor sorgt dafür, dass der Draht durch das lange Schlauchpaket gleichmässig vorgeschoben wird. Wählen die Schweisser die Einstellung Easy-Job können sie bis zu fünf Schweissjobs am Brenner einstellen. Das erübrigt die Wege zum Schweiss­gerät. Somit arbeiten die Fachkräfte deutlich effizienter.

Rundum zufrieden

Die Moser AG arbeitet seit 24 Jahren mit Schweisssystemen von Fronius. Aktuell befinden sich in Steffisburg rund 35 Schweissgeräte aus vier unterschiedlichen Baureihen – Vario Synergic 4000, Vario Star 457, die Trans Synergic 5000 und TPS 500i – in Betrieb. Stefan Rolli fasst seine guten Erfahrungen zusammen: «Auf die Schweissgeräte von Fronius verlassen wir uns seit 24 Jahren, weil wir in diesem Hersteller einen Partner sehen, der für Qualität, Verlässlichkeit, gute Beratung und innovative Produkte steht.

Die laufenden technischen Entwicklungen, wie zuletzt die Schweissgeräte TPS 500i mit ihren Schweisskennlinien, tragen wesentlich zu unserer Performance bei, vor allem in Hinblick auf die Schnelligkeit und Flexibilität unserer Produktion. Die Schweisssysteme von Fronius unterstützen uns dabei, unseren Kundinnen und Kunden aus dem Schweizer Baustellensektor jene Qualität zu liefern, die sie von uns zu Recht einfordern.» - kmu - SMM

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