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tigSpeed – Deutlich produktiver mit besonderem Drahtvorschub

: EWM


Überall, wo industriell etwas gerührt werden muss, werden Rührwerksbehälter eingesetzt: in der chemischen Industrie ebenso wie in der Pharmaindustrie oder in der Lebensmitteltechnik. Solche Rührwerksbehälter stellt die AST Apparatebau GmbH (D) her. Eine deutliche Produktivitätssteigerung ergab sich für AST durch die Zusammenarbeit mit EWM und dem Einsatz von tigSpeed.

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Der Brennerkopf mit mechanisierter Zuführung des Zusatzwerkstoffes erhöht die Abschmelzleistung um bis zu 60 %.

Der Brennerkopf mit mechanisierter Zuführung des Zusatzwerkstoffes erhöht...

Die Medien in Rührwerksbehältern werden nicht nur gerührt, sondern auch erhitzt oder abgekühlt – das hängt vom jeweiligen Inhalt ab. So werden beispielsweise bei der Wachsherstellung verschiedene Medien bei unterschiedlichen Temperaturen in Rührwerksbehältern weiterverarbeitet. In der Pharmaindustrie kühlen die Mäntel den Inhalt in den Rührwerksbehältern sogar auf bis zu -80° C ab.

Rührwerksbehälter: viele Meter Schweißnaht

Das Erhitzen oder Abkühlen in den Rührwerksbehältern erfolgt mittels einer Halbrohrschlange. Sie wird üblicherweise spiralförmig auf die Behälterwand aufgeschweißt. Halbrohre sind längs geschnittene Rohre. Die Oberseite des Behälters ist dann gleichzeitig die Unterseite des Rohres. In ihm fließt die Kühl- oder Wärmeflüssigkeit und es findet ein direkter Wärmeaustausch zwischen der Flüssigkeit und dem Behälter statt. Damit ist die Wärmeanbindung optimal und die Wärme wird direkt über die Behälterwand zu- bzw. abgeführt. Der Durchmesser eines solchen Rührwerksbehälters beträgt zwischen 80 cm und 2,5 m – die zugehörigen Schweißnahtlängen können knapp zehn Meter betragen oder sich sogar auf mehrere hundert Meter addieren.

Die Anforderungen an diese Schweißnähte sind hoch. Die Industrienormen der Großchemie schreiben spezielle Nahtvorbereitungen für die Halbrohre sowie differenzierte Ausführungen vor. So müssen die Halbrohre von innen mit einer Fase zwischen 30° und 45° versehen sein und nach unten hin spitz zulaufen. Das Schweißen der Wurzellage erfolgt unter
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Sonderkonstruktion eines Rührwerksbehälters: Der Behälter soll möglichst vollflächig mit Kühlschlangen belegt sein. Dabei werden die Halbrohre zunächst geheftet, um sie in ihrer Position zu fixieren. Erst dann wird geschweißt.

Sonderkonstruktion eines Rührwerksbehälters: Der Behälter soll möglichst...

Schutzgasatmosphäre zum Formieren. Von innen bildet sich eine klar erkennbare, goldgelb schillernde Wurzel aus. Ob die Vorgaben erfüllt sind, wird abschließend endoskopisch überprüft. Typisches Fügeverfahren für derartige Nähte ist das WIG-Schweißen für die Wurzellage und das MAG-Schweißen für die Decklage. Die veranschlagte Schweißzeit für einen Meter WIG-Schweißnaht für die Wurzellage liegt bei 20 bis 25 Minuten.

Reduktion der Schweißzeit um bis zu 75 %

Eine deutliche Steigerung in der Produktivität ergab sich für die AST Apparatebau GmbH in Wilnsdorf (D) durch die Zusammenarbeit mit dem Schweißgerätehersteller EWM. Der zuständige Mitarbeiter, Rudolf Federrath von der Geschäftsstelle in Siegen (D), brachte den Schweißern ein Drahtvorschubgerät tigSpeed von EWM mit. „Beim MIG/MAG-Schweißen gehören Drahtfördersysteme prozessbedingt zum Standard. tigSpeed hingegen ist speziell für das WIG-Schweißen konzipiert und ausgelegt: sowohl die Kaltdrahtförderung als auch das Arbeiten mit Heißdraht ist damit möglich“, erklärt Rudolf Federrath. „Der Zusatzwerkstoff wird dazu vorgewärmt, wodurch sich die Abschmelzleistung gegenüber dem manuellen WIG-Schweißen um bis zu 60 % erhöht.“

Das Besondere an tigSpeed ist die überlagerte Vorwärts- und Rückwärtsbewegung bei der Drahtförderung. Der Draht wird nicht nur kontinuierlich gefördert, wie es vom MIG/MAG-Schweißen her bekannt ist, sondern es ist eine zusätzliche Bewegung überlagert. So ahmt der Drahtvorschub den manuellen Schweißprozess beim WIG-Schweißen nach, bei dem der Schweißer den Zusatzwerkstoff immer wieder aus dem Lichtbogen herauszieht.
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Eine WIG-Heißdraht-Schweißnaht: Die Naht für das nächste Halbrohr wird unmittelbar neben der ersten Naht liegen. So ist die höchste Belegung der Behälteroberfläche mit Kühlschlangen erreicht. Die Schweißnaht selber ist absolut spritzerfrei.

Eine WIG-Heißdraht-Schweißnaht: Die Naht für das nächste Halbrohr wird unmittelbar...

Die Produktivitätssteigerung durch den Einsatz von tigSpeed ist enorm: Die durchschnittliche Schweißzeit für einen Meter Schweißnaht reduziert sich von 20-25 auf 5-6 Minuten. Das bedeutet bei kontinuierlichen Schweißnähten eine Einsparung von bis zu 75 % bei der Wurzellage bezogen auf das konventionelle WIG-Schweißen mit manueller Zuführung des Zusatzwerkstoffes.

Das liegt zum einen an der höheren Abschmelzleistung durch den Heißdraht und zum anderen an dem geringeren Handlingaufwand durch tigSpeed. Da der Zusatzwerkstoff von der Rolle kommt, entfällt die ständige Unterbrechung des Schweißprozesses durch den Wechsel des Schweißzusatzwerkstoffes. Zudem ist der Umgang mit dem Brenner sehr leicht. Neben Standard WIG-Kalt- bzw. Heißdrahtbrennern bietet EWM auch eine Variante, bei der der WIG-Brenner in eine MAG-Griffschale integriert ist. Für diese Ausführung, bei der sich das WIG-Schweißen wie MAG-Schweißen anfühlt und dementsprechend auch weitere Geschwindigkeitsvorteile erzielt werden können, hat sich auch AST entschieden. Durch die dem kontinuierlichen Drahtvorschub überlagerte Vorwärts- und Rückwärtsbewegung, kann der Schweißer das Schweißbad aber ebenso kontrollieren, wie es beim Schweißen mit manueller Zuführung des Zusatzwerkstoffes der Fall ist. Dabei muss er sich jedoch nicht um die Zuführung kümmern.

tigSpeed im Sonderanlagenbau

Die besondere Stärke von AST ist der Sonderanlagenbau. Bei Spezialrührwerken nach Kundenvorgabe kann der Rührwerksbehälter von der üblichen runden Form und der Spiralwicklung der Halbrohre abweichen. Ein Beispiel ist der Rührwerksbehälter mit einer annähernd vollflächigen
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Aufgeschweißtes Halbrohr: Die Innenseiten des Halbrohres sind angefast. Die Wurzel der WIG-Schweißnaht (rot) drückt nach innen durch. Mit der 2. Lage, einer MAG-Naht (gelb), wird das erforderliche a-Maß erreicht.

Aufgeschweißtes Halbrohr: Die Innenseiten des Halbrohres sind angefast. Die...

Belegung des Behälters mit Kühlschlangen. Dafür wurden die Halbrohre auf Gehrung geschnitten und an den Ecken aneinandergeschweißt. Der Abstand zwischen den Kühlschlangen ist auf ein Mindestmaß reduziert. So ergibt sich ein größtmöglicher Wärmeaustausch zwischen dem Medium und dem Behälter.

Die Gesamtlänge der Schweißnaht addiert sich in diesem Fall auf 112 m. Das WIG-Heißdrahtschweißen wird dabei lediglich an den langen Geraden eingesetzt – an den Ecken wird konventionell WIG geschweißt, mit manueller Zuführung des Zusatzwerkstoffs. Die gesamte Schweißnahtlänge wird damit etwa im Verhältnis 1:1 auf die beiden Verfahren aufgeteilt. Obwohl nur die Hälfte der Schweißnahtlänge mit Heißdraht geschweißt wird, reduziert sich die Schweißzeit gegenüber dem WIG-Schweißen mit manueller Zuführung des Zusatzwerkstoffs um bis zu 40 %. Und je höher der Anteil, der mit tigSpeed und Heißdraht geschweißt werden kann, desto höher die Schweißgeschwindigkeit und desto wirtschaftlicher das Verfahren.

„Besonders attraktiv ist beim WIG-Schweißen mit tigSpeed die Möglichkeit, die Schweißaufgabe weiter zu automatisieren“, sagt Joachim Jung, technischer Geschäftsführer bei AST. Derzeit kommt dieser Schritt für AST aber noch nicht infrage, denn der Schweißer selber muss den Schweißprozess beeinflussen können. Beispielsweise muss er Ungänzen ausgleichen, die durch das Heften der Halbrohre auf die Behälterwand entstehen können. Eine automatisiere Anlage kann das laut Jung nicht. „Der nächste Schritt wird die Einrichtung einer
Stutzenschweißanlage auf der Grundlage von WIG-Heißdraht sein“, schaut Jung in die Zukunft. Denn Stutzen gibt es an jedem Rührwerksbehälter viele, die geschweißt werden müssen – und auch hier kann WIG-Heißdrahtschweißen seine Stärke voll ausspielen.





Der Brennerkopf mit mechanisierter Zuführung des Zusatzwerkstoffes erhöht die Abschmelzleistung um bis zu 60 %.
Sonderkonstruktion eines Rührwerksbehälters: Der Behälter soll möglichst vollflächig mit Kühlschlangen belegt sein. Dabei werden die Halbrohre zunächst geheftet, um sie in ihrer Position zu fixieren. Erst dann wird geschweißt.
Eine WIG-Heißdraht-Schweißnaht: Die Naht für das nächste Halbrohr wird unmittelbar neben der ersten Naht liegen. So ist die höchste Belegung der Behälteroberfläche mit Kühlschlangen erreicht. Die Schweißnaht selber ist absolut spritzerfrei.
Aufgeschweißtes Halbrohr: Die Innenseiten des Halbrohres sind angefast. Die Wurzel der WIG-Schweißnaht (rot) drückt nach innen durch. Mit der 2. Lage, einer MAG-Naht (gelb), wird das erforderliche a-Maß erreicht.
Neben Standard WIG-Kalt- bzw. Heißdrahtbrennern bietet EWM auch eine Variante, bei der ein WIG-Brenner in eine MAG-Griffschale integriert ist. AST hat sich für diese Ausführung mit ihrem vereinfachten Handling entschieden.
Glückliche Gesichter: Joachim Jung, Technische Leitung AST; Rudolf Federrath, EWM Niederlassung Siegen; Dietmar Simmert, Kaufmännische Leitung AST.
Sonderkonstruktion eines Rührwerksbehälters: Der Behälter soll möglichst vollflächig mit Kühlschlangen belegt sein. Dabei werden die Halbrohre zunächst geheftet, um sie in ihrer Position zu fixieren. Erst dann wird geschweißt.
Die Halbrohre werden zunächst geheftet, um sie in ihrer Position zu fixieren. Erst dann wird geschweißt.


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WIG-Schweißmaschinen, Drahtvorschubgeräte

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