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Fronius1Anwenderbericht

Magna Steyr produziert am automobilen Produktionsstandort Graz für die OEM der Automobilindustrie ein breites Spektrum von Bauteilen, Systemen und  kompletten Pkw. Umfangreiche Versuche und Erfahrungen haben dazu geführt, dass Magna für das Schweißen von hochwertigen Pkw auf die CMT-Technologie von Fronius setzt: Vierzig Systeme mit der Variante CMT Pulse im manuellen Betrieb und zwei mit CMT Advanced im Roboterbetrieb. Mit dieser Wahl ist Magna eindeutiger Technologievorreiter.



Eine Herausforderung bilden Aluminiumkarosserien von Premium-Limousinen und -Sportwagen. Ein entscheidender Teil der Wertschöpfung besteht hier im Fügen der zahlreichen Strangpressprofile, Gussteile und Bleche. Bei der Karosserie eines Mercedes SLS  – Vorbild sind die legendären Flügeltür (Gullwing)-Modelle 300 SL – summieren sich z. B. die lichtbogengeschweißten Nähte pro Karosserie auf  70.000 mm. Diese Kleinserie ist aufgrund ihrer Stückzahl zum Großteil auf manuelle Fügetechnik ausgelegt. Vor allem wegen der zahlreichen und teilweise verwinkelten sehr schwer zugänglichen Fügestellen. Außerdem entfällt bei Aluminium das klassische Punktschweißen sowohl aus technisch-wirtschaftlichen Gründen als auch, weil die anspruchsvollen Kunden eine andere Verbindungsoptik erwarten“, erläutert Werner Karner, Leitung Fügezentrum Versuchsbau bei Magna Steyr in Graz. Umfangreiche Versuche und Erfahrungen haben dazu geführt, dass Magna für das Schweißen dieser hochwertigen Pkw auf die CMT-Technologie setzt: Vierzig Systeme mit der Variante CMT Pulse im manuellen Betrieb und zwei mit CMT Advanced im Roboterbetrieb. Mit dieser Wahl ist Magna eindeutiger Technologievorreiter.Fronius2

CMT manuell statt WIG

 

Mit der Karosse des SLS produziert Magna die Basis für ein „Traumauto“ in Serie aus Aluminium. Im Vergleich dazu stehen Showcars, wo vergleichbare technische, optische und haptische Anforderungen mit WIG-Schweißen erreicht werden. Allerdings ist es so zeitaufwändig, dass es bei der Zahl und Gesamtlänge der Nähte für die Serienproduktion nicht in Frage kommt. Deshalb suchte der für das Schweißen im Versuchsbau verantwortliche Werner Karner nach einer Alternative: „Plasma-Schweißen schied wegen zu hohen Wärmeeintrages und resultierenden Verzuges aus. MIG-Schweißen erzeugt zu grobschuppige Nähte und zu viel Spritzer. Dann präsentierte Fronius uns CMT. Fronius3Nahtgeometrie, Schuppung und Spritzerfreiheit passten bestens. Allerdings war der Einbrand nicht intensiv genug und wir hätten per Roboter schweißen müssen.“

Beide Herausforderungen lösten Karner und seine Schweißpartner im Dialog und per Versuch. Nach wenigen Monaten stand die produktionsreife Lösung fest: CMT manuell im Pulse-Betrieb. Dazu wurde der CMT-Roboterbrenner auf Handbetrieb umgestellt, in dem der integrierte reversierende Drahtvorschub so angepasst wurde, dass ihn auch die Schweißerinnen an den Fügestellen per Hand führen können. Das begrenzte Leistungsfenster des reinen CMT-Prozesses erweitert die Kombination mit dem Impulslichtbogenprozess. CMT Pulse ist für Magna so ausgelegt, dass einerseits der Wärmeeintrag einen ausreichend intensiven Einbrand ergibt, andererseits aber der Verzug innerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegt. Neben der Technik bilden die sehr gut qualifizierten Mitarbeiter eine Erfolgsbasis in Graz. Zum Lernen, Trainieren und für Schweißtests nutzen sie sieben weitere CMT-Systeme im Fügezentrum des Versuchsbaus.

CMT Advanced für die schwierigste Naht

„Das ist die schwierigste Naht, die ich während meiner 30 Jahre Berufserfahrung erlebt habe“, erklärt der Schweißexperte Werner Karner. Sie verbindet das 1,1 mm dicke Blech der B-Säule mit dem gleichdicken des Daches. Beide bestehen aus der AlMgSi-Legierung 6014 und werden im Überlappstoß per Kehlnaht verbunden. Diese gleicht die fertigungsbedingten Summenfehler im Z-Maß aus der Höhendifferenz der B-Säule zum Dach aus. Die auszufüllende Fugenbreite kann in der Praxis mehrere Millimeter betragen, d. h. die Spaltüberbrückung ohne Materialeinfall ist eine Extremforderung. Um diese Breite homogen zu überbrücken, stand für den Produktionsprozess kein geeignetes Verfahren zur Verfügung. Aber bei Autos dieser Güteklasse erwartet der Besitzer, dass die Fügestelle, hier gleichzeitig eine Auffüllnaht, weder Wasserstoffporen aufweist noch gespachtelt ist. Fronius4

„Für die Fertigung bedeutete dies je B-Säule einen nicht akzeptablen Aufwand an Nacharbeit. Deshalb suchten wir dringend nach einer Lösung. Da hörten wir von Fronius von einem neuen Wechselstromverfahren. Das wollten wir gerne testen“, berichtet Karner. Er ließ das System und einen Experten von Fronius kommen. Die Kennlinie passte zwar gar nicht zur vorhandenen Anwendung, aber gemeinsam mit Fronius-Experten wurde in kurzer Zeit eine passende Lösung gefunden. Allerdings muss wegen der Kombination hohe Abschmelzleistung und geringer Wärmeeintrag die Schweißgeschwindigkeit mindestens 40 cm/min betragen – so hoch wie sie nur ein Roboter dauerhaft gleichbleibend realisieren kann.

„Weil die Fertigung mit dieser Fügestelle extrem unzufrieden war, zeigten wir unser mit CMT Advanced gefügtes Musterteil. Nach dem Endbearbeiten der Naht waren die Kollegen begeistert. Wir testeten die CMT Advanced-Lösung unter Produktionsbedingungen. Das Resultat war die sofortige Übernahme der Testanlage in den Serienbetrieb“, freut sich der Versuchsexperte Karner. Er weiß, dass Magna Steyr auch auf diesem Schweißgebiet der erste Anwender und Technologieführer ist.


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