Schweissen nach Wahl

© Foto | Malex S. A.

Eine Maschine der belgischen Firma Malex wechselt für die Verbindung von Coils je nach Stahlsorte flexibel zwischen Widerstands- und Laserschweißen und nutzt die Laserquelle gleich noch fürs Schneiden.

Die Verbindung von Coils gehören in der Stahlindustrie zum täglichen Geschäft. Damit Maschinen durchlaufen können, verschweißen Coilschweißanlagen am Eingang der Walzstraßen das Ende eines auslaufenden Bandes mit dem Anfang des nächsten Coils zu einem endlosen Band.

Doch Stahl ist nicht gleich Stahl: Das offizielle Register europäischer Stähle listet über 2300 Sorten. Für die Coil-Schweißmaschinen eine Herausforderung. Denn manche Stähle lassen sich besser per Laserschweißen verbinden, für andere wiederum ist das Widerstandsschweißen das bessere Verfahren.

Zwei Verfahren, eine Maschine

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Alex Quaranta, Firmenchef von Malex S. A.

Die belgische Firma Malex S. A. hat deshalb eine neuartige Maschine entwickelt, die je nach Stahlsorte flexibel zwischen den beiden Verfahren wechseln kann. Sie ist gedacht für Kaltband-Coils mit einer Dicke von 0,2 bis 3 Millimetern und einer Breite von bis zu 1600 Millimetern.

Der Firmenchef Alex Quaranta erklärt: „Laserschweißen hat sich an vielen Stellen durchgesetzt, aber Widerstandsschweißen bleibt das am weitesten verbreitete Verfahren. Unser Ziel war es, beide Verfahren in einer Maschine zu vereinen und den Laser zugleich zur Schweißvorbereitung zu nutzen.“

Eine Weltpremiere

Der Prototyp der Maschine steht in einer Halle von Malex am belgischen Sitz in Charleroi, sein Name: HybWeldCut. Der Maschinenbauer ist schon seit vielen Jahren Experte für Lösungen rund um die Verbindung von Coils.

Die Maschine haben die Malex-Ingenieure im Rahmen eines EU-Projekts zusammen mit dem Forschungszentrum CEWAC (Centre d´Etude Wallon de l´Assemblage et du Contrôle des Matériaux) entwickelt, das kleine und mittlere Unternehmen bei Fragen zur Materialbearbeitung unterstützt. „Zehn Jahre lang haben wir an dem Konzept für den HybWeldCut gearbeitet“, erläutert Quaranta, „das war finanziell ein gewisses Risiko aber der Einsatz hat sich gelohnt.“.

Malex konnte die Anlage damit so konzipieren, dass sich auch eine bestehende Widerstandsschweißanlage mit der Laserschneid- und Schweißtechnologie nachrüsten lässt.

Denn eine Maschine wie diese hat es so bisher nicht gegeben. Wie der Name schon deutlich macht, kombiniert sie nicht nur Wiederstands- und Laserschweißen sondern schneidet die Coil-Enden zur Schweißvorbereitung auch noch zu.

„Viele Anwender setzen dafür eine Schlagschere ein, damit bekommt man aber nicht eine so exakte gerade Kante wie mit dem Laser“, erklärt Quaranta. „Die Schweißnaht wird damit viel präziser und Brüche seltener“.

Nur eine Laserquelle

Wenn Laser, dann war in der Stahlindustrie bisher der CO2-Laser das Mittel für das Coilschweißen. Der HybWeldCut nutzt jedoch einen Festkörperlaser. „Er ist viel effizienter, weil Metalle ihn wesentlich besser absorbieren können“, erläutert Quaranta.“

Im Gegensatz zum CO2-Laser kann beim Festkörperlaser der Laserstrahl mittels Lichtleitkabel problemlos auch über weitere Strecken transportiert und auf mehrere Arbeitsoptiken verteilt werden. Mit Lichtleitkabeln lässt sich das Laserlicht zudem besser kontrollierten, was mehr Flexibilität beim Schweißen erlaubt.

Zum Einsatz kommt dafür ein Laser TruDisk 6001 von TRUMPF, der insgesamt sechs Abgänge für unterschiedliche Applikationen bietet. Die HybWeldCut nutzt drei: einer versorgt die Schweißoptik und zwei die beiden Schneidköpfe. Zwischen beiden Verfahren kann der Anwender flexibel hin- und herschalten.

Und noch einen Vorteile bietet der Festkörperlaser: Malex konnte die Anlage damit so konzipieren, dass sich auch eine bestehende Widerstandsschweißanlage mit der Laserschneid- und Schweißtechnologie nachrüsten lässt.. „Mit einem CO2-Laser wäre das wegen der Strahlführung mit Spiegeln nur schwer möglich“, erklärt Quaranta.

Alles auf einen Streich

In der Praxis funktioniert das dann so: Die Coils fahren in die Maschine ein, und zwei Laserschneidoptiken schneiden parallel die beiden Coil-Enden zu. Je nach Sorte und Dicke des Stahls fügt die Maschine die Coils dann entweder per Wiederstands- oder Laserschweißen zusammen.

„Die Ausrüstung für das Widerstandsschweißen lässt sich im gleichen Prozess nutzen, um den Stahl zu glühen. Somit vermeiden wir beim Laserschweißen bestimmter Stahlsorten Selbstabschreckungsprozesse“

Wählt der Bediener das Laserschweißen, schaltet der TruDisk Laser innerhalb von Millisekunden von den Abgängen für das Schneiden auf das Lichtleitkabel für die Schweißoptik um. Insgesamt dauert der Prozess aus Schneiden und Schweißen weniger als 30 Sekunden.

Es ist nie zu spät

Dabei hat Quaranta mit der Widerstandsschweißtechnik noch ein Ass im Ärmel: „Die Ausrüstung für das Widerstandsschweißen lässt sich im gleichen Prozess nutzen, um den Stahl zu glühen. Somit vermeiden wir beim Laserschweißen bestimmter Stahlsorten Selbstabschreckungsprozesse“, erläutert Quaranta. Die clevere Kombination aller Verfahren hat Malex patentieren lassen und ist bereit für die Praxis.

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  • Sehr guter Artikel! Das Verbinden und Beschneiden von Coilenden mittels TRUMPF-Festkörperlaser ist allerdings nicht ganz neu. Seit 10 Jahren kommt das Verfahren beim Coil-Joiner von weil-engineering zum Einsatz.

  • To weil engineering :Our equipement is a Hybrid Yag laser/resistance cutting-welding machine which has been designed to weld 0.2 mm to 3 mm cold-rolled special steels and which, in its laser application:
    * make a dubbel Cut with the Yag laser in one shot
    * Welds with the Yag laser
    * Anneals the weld with the welding wheels
    In 26 seconds (for steel sheets 2 mm thick and 1500 mm width)

    Another innovative point is that you can choose between the laser or the resistance welding technology according to the steel’s type and the thickness you have to weld. And last but not least, if there is a problem with one or another of the welding technologies you can switch to the other one in a few seconds.