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Mit High-Speed durch China

: Fronius


Aufgrund der Durchführung des 11. Fünf-Jahres-Plans (bis 2011) der chinesischen Regierung wurde der Ausbau des Eisenbahnnetzes in Ostchina mit einem Budget von ca. US$ 200 Mrd. genehmigt. Da ist es keine Überraschung, dass der chinesische Hersteller von Hochgeschwindigkeitszügen CSR Sifang Locomotive & Rolling Stock Co. Ltd. in sieben weitere Roboterschweißportale von igm mit Schweißausrüstung von Fronius investiert hat. Mit dem Know-how dieser beiden österreichischen Unternehmen kann der Schienenfahrzeugbauer pro Jahr nun 1.200 Waggons aus Aluminium produzieren.

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Die Aufbaustände der Endmontageanlage bestehen aus zwei Arbeitsstationen und beinhalten jeweils ein Roboterschweißportal mit zwei Schweißrobotern.

Die Aufbaustände der Endmontageanlage bestehen aus zwei Arbeitsstationen und...

In China liegt derzeit der Fokus unter anderem aufgrund der Austragung der Expo 2010 in Shanghai im Ausbau des Eisenbahn- und U-Bahnnetzes Ostchinas. Nach dem Ausbauplan wird ein Eisenbahnnetz mit Shanghai als Zentrum gebaut werden. Bis 2011 wird die Gesamtlänge dieses Netzes in den Provinzen Ostchinas bei 9.835 km liegen, d.h. in den nächsten zwei Jahren werden 4.080 km fertig gebaut (Quelle: Außenhandelsstelle Shanghai). Dazu ist ein Ausbau des U-Bahnnetzes in Shanghai und die Neuerschließung in 20 weiteren Millionen-Städten Chinas geplant. Ein Vorhaben, das mindestens bis 2050 andauern wird.

Aufgrund dieser Tatsache hat CSR Sifang zur Steigerung Ihrer Produktivität bei der Herstellung ihres Hochgeschwindigkeitszuges namens CRH neben sieben bereits in Betrieb genommenen Schweißroboterportalen von igm in sieben weitere investiert.

Das an der Ostküste Chinas in Qingdao beheimatete Unternehmen ist eine Tochterfirma der Firmengruppe CSR (Chinese South Locomotive an Rolling Stock Industry), bei der der chinesische Staat Hauptaktionär ist. Die gesamte Gruppe CSR umfasst derzeit 25 Firmen mit 115.000 Mitarbeitern. CSR Sifang selbst wurde im Jahr 1900 gegründet und ist eines der 500 größten Unternehmen Chinas.

1.200 Waggons pro Jahr

Da die Waggons des CRH vollständig aus Aluminium bestehen, ist Know-how beim Schweißen dieses Materials gefragt. „Beim Aluminium-Schweißen ist Fronius mit seinen speziellen Funktionen
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Bei CSR Sifang wird unter anderem der Hochgeschwindigkeitszug CRH gebaut.

Bei CSR Sifang wird unter anderem der Hochgeschwindigkeitszug CRH gebaut.

führend. Daher ist auch das gesamte Schweißequipment bei diesen Anlagen von Fronius“, erklärt Ing. Werner Angerbauer, Verkaufsleitung Asien bei igm.

Die insgesamt 14 Doppelportale von igm sind für einen Durchsatz von 1.200 Waggons pro Jahr ausgelegt. Jede einzelne Vorbaugruppe wie Seitenwand, Boden oder Dach mit einer typischen Abmessung von je 25 m x 3,5 m wird zuerst aus einzelnen Aluminium-Stranggussprofilen in einer entsprechenden Vorrichtung zusammengesetzt. Je nach Länge des Roboterschweißportals sind zwei bis sechs Vorrichtungen hintereinander angeordnet. „Bei einigen Bauteilen wie z.B. der Seitenwand ist zusätzlich eine Vorspannung in der Vorrichtung aufzubauen, um eine gewünschte Krümmung der Bauteile zu erreichen“, beschreibt Werner Angerbauer.

Nach erfolgtem Zusammenbau der Vorbaugruppe beginnt die Schweißnahtvorbereitung durch das Roboterschweißportal, bei dem die Oxydschicht der Schweißnähte zuerst durch zwei NC gesteuerte Bürsten am Roboterschweißportal entfernt wird. In Gebieten mit hoher Luftfeuchtigkeit, wie auch in Quingdao, sorgt das Portal auch für die automatische Trocknung der Bauteile mittels robotergesteuerten Vorwärmbrennern.


Know-how beim Aluminium-Schweißen

Nun beginnt der eigentliche Roboterschweißprozess mit den digitalen Schweißstromquellen
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Vor der Endmontage wird in einem weiteren Schweißroboterportal der Boden des Waggons geschweißt.

Vor der Endmontage wird in einem weiteren Schweißroboterportal der Boden des...

TPS 5000 von Fronius, die speziell für Aluminium-Schweißungen
wesentliche Funktionserweiterungen bieten. Die Option Spatter Free Ignition (SFI) ist ein spezielles Aluminium-Startprogramm, welches eine praktisch spritzerfreie Zündung des Lichtbogens gewährleistet (siehe Funktionsbeschreibung). „Beim automatisierten Schweißen ist der Kontaktrohrschutz enorm wichtig. Dies kann durch diese Funktion gewährleistet werden“, so Vinzenz Jank, Bereichsleiter TechSupport International bei Fronius.

Die zweite Option SynchroPuls der TPS 5000 wird für Schweißverbindungen mit Aluminiumlegierungen empfohlen, deren Schweißnähte ein geschupptes Aussehen erhalten sollen. Bei aktiviertem SynchroPuls wird der normale Puls mit einem niederfrequenten Puls überlagert. „Dadurch ist die Nahtqualität mit einer WIG-Naht vergleichbar und die Naht hat ein optisch perfektes Aussehen, das gerade bei Sichtnähten von großer Bedeutung ist“, fährt Vinzenz Jank fort. „Ohne der Funktion SynchroPuls von Fronius wäre das Schweißen in vertikaler Position nicht möglich gewesen“, ergänzt noch Werner Angerbauer.

Weiters wird in Gebieten mit hoher Luftfeuchtigkeit das Schweißequipment von Fronius mit Schläuchen aus einem speziell dafür geeigneten Material ausgestattet. Die auftretenden Spalt- und Lagetoleranzen bei solch großen Bauteilen werden durch eine igm-Laserkamera iCAM erfasst, ausgewertet und die Schweißparameter entsprechend angepasst. Nach dem Schweißen werden
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Auch die 135 m langen Seitenwandportale sind komplett autark. Die Längsbewegung basiert auf Portalschienen.

Auch die 135 m langen Seitenwandportale sind komplett autark. Die Längsbewegung...

etwaige Verunreinigungen an den Oberflächen jeder Schweißnaht mit einer weichen NC-gesteuerten Bürste beseitigt und die Schweißnaht gleichzeitig poliert.

Spalttoleranzen von 2 bis 16 mm werden gemeistert

Im nächsten Arbeitsschritt werden in der Endmontageanlage der Boden, die Endwände, die Seitenwände und das Dach zu einem kompletten Waggon zusammenschweißt. Diese sogenannten Aufbaustände bestehen bei CSR Sifang aus zwei Arbeitsstationen und beinhalten jeweils ein Roboterschweißportal mit zwei Schweißrobotern. „Bedingt durch eine erforderliche Vorspannung des Bodens und der Seitenwand können in der Endmontageanlage mit der iCAM Laserkamera Spalttoleranzen von 2 bis 16 mm innerhalb derselben Schweißnaht durch Anpassung der Schweißgeschwindigkeit und der Schweißparameter gemeistert werden. Das Resultat ist eine gleichmäßige Schweißnaht“, betont Werner Angerbauer.

Als Besonderheit dieses Aufbaustands können mit zwei Fräseinheiten auch das überstehende Material bei den Schweißnähten abgefräst werden. Durch die Vereinigung von bis zu fünf Arbeitsgängen — Reinigen mittels Bürste, Vorwärmen, Schweißen, Fräsen und Polieren — auf einem Roboterschweißportal wird der logistische Aufwand für diese großen Bauteile drastisch
verkleinert, was auch wesentlich zur Verringerung der Durchlaufzeit beiträgt.

„Wir sind in der Lage ein völlig autarkes Schweißroboterportal anzubieten, dass nicht zuletzt durch die führende Technologie von Fronius beim Aluminium-Schweißen optimal für die Herstellung von Hochgeschwindigkeitszügen geeignet ist“, bringt es Werner Angerbauer am Ende auf den Punkt.

Gespann mit guten Aussichten

Wenn man bedenkt, dass der geplante Ausbau des Eisenbahn- und U-Bahnnetzes in Ostchina mindestens bis 2050 andauert, und igm bei Schweißroboterportalen sowie Fronius beim Aluminium-Schweißen in Chinas Schienenfahrzeugbau laut eigenen Angaben Marktführer sind, muss einem um das österreichische Gespann nicht Bange werden.
Die Aufbaustände der Endmontageanlage bestehen aus zwei Arbeitsstationen und beinhalten jeweils ein Roboterschweißportal mit zwei Schweißrobotern.
Bei CSR Sifang wird unter anderem der Hochgeschwindigkeitszug CRH gebaut.
Vor der Endmontage wird in einem weiteren Schweißroboterportal der Boden des Waggons geschweißt.
Auch die 135 m langen Seitenwandportale sind komplett autark. Die Längsbewegung basiert auf Portalschienen.



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