02/2006 - Schweizerischer Verein für Schweisstechnik
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02/2006 - Schweizerischer Verein für Schweisstechnik
95. Jahrgang • 95ème année • 3. April 2006 02/2006 SCHWEISSTECHNIK SOUDURE OFFIZIELLES ORGAN DES SCHWEIZERISCHEN VEREINS FÜR SCHWEISSTECHNIK Inhalt/Sommaire Aus der Industrie • Innovationen • High lights • Wirtschaftsdaten • Produktneuheiten Fachbeiträge Roboterschweissautomat Gepäckscanner für mehr Sicherheit im Flugverkehr S. 8 Schweisstechnische Verarbeitung von Aluminium Werkstoffen S. 17 • Gepäckscanner für mehr Sicherheit • Fülldrahtelektroden hoher Qualität • Titan und seine Legierungen • Aluminium und seine Legierungen • Der forcierte Lichtbogen • X-man Story Berichte • Inspektorat stellt sich vor • VdM Schweissrauchgrenzwerte • FastMIG – Schweissen wird • einfacher • Hannover Messe 2006 Mitteilungen • SVS Kursprogramm • Normen • Veranstaltungskalender • Impressum Vorteile für mehr Effizienz zum modernen MIG/MAG-Schweissen Die digitalen hochauflösenden Schweissstromquellen CITOWAVE / CITOPULS für Schweissaufgaben mit sehr hohen Qualitätsanforderungen. Sie können in allen Industriezweigen für alle Materialien und Blechdicken eingesetzt werden. Ein hochentwickeltes SETUP-Programm ermöglicht die Überprüfung und Beeinflussung vieler Parameter, die im manuellen, automatischen oder robotergesteuerten Einsatz wirksam sind. Die entscheidenden Vorteile Produktivitätssteigerung durch schnelleres Schweissen mit weniger Blechverzug mit dem neuen Prozess Speed Short Arc (SSA) reduziert sich ihre Richtarbeit am Werkstück. Dieser Prozess unterstützt zudem das kontrollierte Schweissen von dünnen Materialien. Weniger Porenbildung beim Aluminiumschweissen für dichte Nähte (z.B. für Gastanks) mittels dem patentierten Verfahren Spray Modal (SM) nur bei CITOWAVE verfügbar. Die hohe Reproduzierbarkeit aller optimalen Einstellungen und Parameter erlaubt eine Wiederholbarkeit der Schweissqualität. Der leistungsfähige Prozessor ermöglicht die Verwaltung von über 120 vorinstallierten kompletten Schweissprogrammen. Dies vereinfacht das Auffinden der benötigten Einstellungen und sichert die entsprechenden Qualitätsansprüche für Drahtqualitäten aller Art. CITOWAVE 400 CITOPULS 420 Verfügbare Verfahren und Modi Verfügbare Verfahren und Modi • • • • • • • E-Handschweissen MIG/MAG, weicher Strom MIG Speed Short Arc (SSA) MIG Puls E-Handschweissen MIG/MAG, weicher Strom MIG Speed Short Arc (SSA) MIG Puls MIG Soft Silence Pulsschweissen (SSP) MIG Spray Modal (SM) MIG Cold Double Pulsed (CDP) MIG/MAG wassergekühlt 350A bei 100% ED 420A bei 60% ED MIG/MAG wassergekühlt 350A bei 100% ED 400A bei 60% ED CITOWAVE Produkte-Reihe CITOPULS Produkte-Reihe CITOWAVE 280 Kompakt 280A bei 100% ED CITOPULS 320 320A bei 100% ED CITOWAVE 400 350A bei 100% ED 400A bei 60% ED CITOPULS 420 350A bei 100% ED 420A bei 60% ED CITOWAVE 500 440A bei 100% ED 500A bei 60% ED www.oerlikon-schweisstechnik.ch Oerlikon-Schweisstechnik AG Oerlikon-Soudure SA Neunbrunnenstrasse 50 , 8050 Zürich Chemin du Dévent , 1024 Ecublens VD Verkauf Zürich Telefon 044 307 61 11 Fax 044 307 65 30 E-Mail [email protected] Vente Suisse Romandie Tél. 021 697 11 55 Fax 021 697 11 66 E-Mail [email protected] (&'Ò)3%6/(%63$)4$)8&*443"6$) 3PEEDGLAS¬ON¬THE¬ROAD¬n¬ !RBEITSSCHUTZ¬FàR¬3CHWEISSER¬HAUTNAH¬ERLEBEN¬ 6OM¬¬BIS¬¬!PRIL¬¬IST¬DIE¬MOBILE¬!USSTELLUNG¬VON¬-¬AN¬ FàNFUNDZWANZIG¬3TANDORTEN¬IN¬DER¬3CHWEIZ¬ $ER¬"ESUCHER¬ERFËHRT¬7ISSENSWERTES¬àBER¬DEN¬3CHUTZ¬VOR¬3CHWEISSRAUCH¬ LERNT¬!UFBAU¬UND¬&UNKTIONSWEISE¬DER¬3PEEDGLAS¬!TEMSCHUTZSYSTEME¬KENNEN UND¬KANN¬DIE¬'ERËTE¬GLEICH¬VOR¬/RT¬TESTEN¬TJFIFBVDI4 3M Schweissen Die Freude am Schweissen Lassen Sie Ihrer Phantasie freien Lauf. Mit unseren hochwertigen Schweißmaschinen setzen Sie Ihre Ideen in die Praxis um. Zwecks weiterer Informationen wenden Sie sich bitte an Ihren Kemppi-Händler oder besuchen uns unter www.kemppi.com Ihre offiziellen Kemppi Vertretungen in der Schweiz Vos représentations Kemppi officielles en Suisse Jngo Schmid Schweisstechnik Speerstrasse 26 8805 Richterswil Tel. 044 784 95 05 Fax 044 784 90 85 Wolf & Sohn Schweisstechnik Steinligasse 13 4313 Möhlin Tel. 061 853 91 67 Fax 061 853 91 69 LWB SchweissTechnik AG Bonnstrasse 22 3186 Düdingen Tel. 026 492 06 70 Fax 026 492 06 77 KSR SA Associate of Kemppi Group Rue des Uttins 38 1400 Yverdon-les-Bains Tel. 024 447 44 00 Fax 024 447 44 05 Vaterlaus Schweisstechnik AG Vorderdorfstrasse 30 8112 Otelfingen Tel. 044 847 30 00 Fax 044 847 30 01 Editorial Liebe Leserinnen und Leser Schweisstechnik/Soudure, Synonym eines grossen Fachgebietes. Der erweiterte Begriff «Schweissen, Schneiden und verwandte Verfah ren» und weitere Themen wie: Lö ten, Metallspritzen, Trennen, Prüfen, Ausbildung und Werkstoffe sagen schon mehr über diesen Industrie zweig aus. Der Versuch die Themenblöcke un serer Zeitschrift in nebenstehenden Bildern aufzuzeigen ist auch aus zugsweise ein fast unmögliches Unterfangen. Wir wollen aus allen Bereichen der Schweisstechnik berichten, Unterlassun gen in der Bilddarstellung sind deshalb keineswegs beabsich tigt. Wichtig sind aber Sie, unsere Leserinnen und Leser. Diese Zeitschrift fühlt sich zwar allen schweisstechnischen Trends verpflichtet, ihr eigentlicher Zweck ist aber die «Zur Verfügung Stellung» einer Plattform für die Mitglieder unseres Vereins, des SVS und für alle Anwender der Schweisstechnik. In der Schweizer Industrie gibt es hervorragende Anwendun gen, von der Mikro- bis zur Grossteilschweissung und diese wollen wir einem interessierten Leserkreis näher bringen. Unser Ziel können wir auf verschiedenen Wegen erreichen. Es ist rel. einfach Artikel zu beschaffen, sofern der Redaktor eine Anzahl guter Freunde aus den entsprechenden Fachgebieten hat. Das führt aber rasch zu einer einseitigen Betrachtungs weise. Eine andere Möglichkeit der Informationsbeschaffung ist das InterNet mit seinen ungezählten Angeboten, hier man gelt es jedoch oft an den interessierenden fachtechnischen Details. Artikelkopien anderer Fachzeitschriften sind Ausnah mesituationen vorbehalten. Einen für alle Beteiligten Erfolg ver sprechenden Weg sehen wir im direkten Dialog mit Ihnen, werte Leserinnen und Leser. Wir rufen Sie hiermit auf, gebrau chen Sie die Plattform unserer Zeitschrift zu Ihrem und unser Aller Nutzen. Melden Sie uns interessante Anwendungen. Das kann eine Mitteilung aus der Industrie sein, aber auch eine Re portage über ein entstehendes Bauwerk oder die Beschrei bung eines vollendeten Projektes. Sie haben die Möglichkeit Ihre Firma zu präsentieren und geben im Gegenzug dafür Ihren Fachkollegen Einblick in die Möglichkeiten, Lösungsfindungen und möglicherweise zu vermeidende Irrwege auf Ihrem Fach gebiet. Werbeauftritte sind notwendig und wir bitten darum, aber Leben wird dieser Zeitschrift durch Ihre Erfahrungsbe richte und Reportagen eingehaucht, denn dort finden sich die schweisstechnisch interessierten LeserInnen wieder. In diesem Sinne wünsche ich Ihnen und unserer Zeitschrift Schweisstechnik/Soudure viele interessante Beiträge aus einer Welt, welche zwar nicht ausschliesslich aber doch massgeblich auch durch die Schweisstechnik zusammen gehalten wird. Horst Moritz ChefRedaktor 1 Aus der Industrie Super-Airbus Der Industriekonzern Georg Fischer liefert Bauteilkomponen ten für den A 380. Er ist das grösste und modernste Passa gierflugzeug der Welt: Fortschrittlichste Technologien bei Werkstoffen, Systemen und industriellen Prozessen machen ihn zum geräumigsten und effizientesten Flugzeug aller Zeiten. Auf zwei Stockwerken finden in der Standardversion 555 Pas sagiere Platz. Am Erfolg dieses Flaggschiffs des 21. Jahrhun derts arbeitet auch Georg Fischer mit. Der Spezialist für Rohr leitungssysteme aus Hochleistungskunststoff liefert Bauteile für die Lüftungs- und Klimaanlagen. Bereits vor zehn Jahren wurde der Grundstein für die bis heute enge und erfolgreiche Zusammenarbeit gelegt. Die Ingenieure des Luftfahrtgiganten suchten seinerzeit nach innovativen Ma terialien und Lösungen um Prozesse und Komponenten noch effektiver zu gestalten. Bereits kurze Zeit nach der ersten Kon taktaufnahme im Jahr 1995 präsentierte Georg Fischer DEKA Musterrohre aus einem speziellen Polymer-Kunststoff. Der Werkstoff zeichnet sich unter anderem durch hohe Robustheit und ein breites Spektrum an möglichen Wandstärken aus. Zudem entspricht das Material den strengen Vorgaben von Airbus in Bezug auf Sicherheit und Brandverhalten. Um die Rohre der Geometrie und den unterschiedlichen bau lichen Gegebenheiten der jeweiligen Airbus-Typen anzupassen, entwickelte Georg Fischer DEKA zudem ein spezielles Verfah ren zum Biegen der Rohre. Durch dieses System konnten deutliche Preis- und Gewichtseinsparungen erzielt werden. «Produkte auf hohem Qualitätsniveau zu fertigen ist nicht die alleinige Herausforderung, vielmehr ist es die Anforderung, neue Werkstoffe mit anwenderspezifischen Problemlösungen zu verbinden und daraus die optimale Lösung für den Kunden zu entwickeln», so Christof Mosler, Geschäftsführer der Georg Fischer DEKA GmbH. Seit dem Start der Zusammenarbeit mit Airbus 1995 konnte Georg Fischer sein Lieferprogramm durch weitere Bauteile ausdehnen und ist inzwischen mit seinen Pro dukten in allen Grossraumflugzeugen des Flugzeugherstellers vertreten. High-Tech-Kunststoffe Richtungweisende Kunststoffrohrlösungen findet man heute nicht nur in der Luftfahrt, sondern auch in der Chemieindust rie, der Medizinal- und Raumfahrttechnik, der Automobilbranche und in der Reinraumtechnologie. Seit über vier Jahrzehnten befassen sich die Georg Fischer DEKA Mitarbeiter mit dem seinerzeit revolutionären Werkstoff und dessen Verwendung 2 für Rohrsysteme. Das dabei erworbene Know-How hat das Unternehmen zu einem anerkannten Kompetenzzentrum für industriell einsetzbare Kunststoffrohre werden lassen. «High tech Kunststoffe verfügen über derart differenzierte Eigen schaften, dass ihr Einsatz unter ökonomischen, ökologischen und technischen Aspekten durch keinen anderen Werkstoff sinnvoll ersetzt werden kann», so Mosler. «Mit unseren Lösungen sind wir deshalb für aktuelle und zu künftige Markterfordernisse gut gerüstet». Lamellenschleifer jetzt auf Turbo-Niveau Wer netto zwei Kilowatt und mehr Schleifleistung an der Scheibe braucht, für den kamen bislang nur düsengetriebene Druckluftschleifer oder aber Hochfrequenzmaschinen in Frage. Letztere setzen einen stationären oder neuerdings auch trag baren Umformer voraus. Und Turboschleifer wollen für ihren Düsenantrieb partikelarme Druckluft – die nicht jeder Betrieb gewährleisten kann. Durch eine Innovation bei Lamellenschlei fern, also jenen mit klassischem Druckluftmotor, kommen jetzt auch normale Druckluftschleifer auf das Leistungsniveau von Turbomaschinen. So bietet die völlig neu entwickelte Winkelschleiferbauart LSV 48 von Atlas Copco eine effektive Abtragleistung von 1900 Watt, wiegt aber nur 2,7 kg. Damit ist dieser Lamellenschlei fer für Scheiben mit 180 mm Durchmesser jetzt eine kom pakte, handliche Alternative zu GTG-21-Druckluftschleifern mit Düsenantrieb (2,1 kW; 1,8 kg), wenn man seiner Druckluft qualität in punkto Partikelgehalt nicht sicher ist. Er läuft sogar mit ungeschmierter Druckluft, was Öler in der Zuluftleitung und deren Wartung erspart. Wartung nur alle 1000 Betriebsstunden Ein weiterer Beitrag zur Senkung der Betriebskosten ist das robuste Winkelgetriebe des LSV 48. Vollkommen gekapselt und fettgeschmiert ist es immun gegen Staub und braucht nur noch alle 1000 Betriebsstunden abgeschmiert zu werden. Öl Aus der Industrie geschmierte Winkelgetriebe hingegen müssen schon nach etwa 200 Betriebsstunden gewartet werden. Mit nur 78 mm über der zum schnellen Scheibenwechsel arretierbaren Spin del baut dieser Winkelschleifer niedriger als ein Elektroschlei fer. Das bringt Vorteile an schwer zugänglichen Stellen und macht weitere Werkzeuge möglicherweise überflüssig. Nicht nur für den Arbeitgeber von Vorteil ist der automatische Unwuchtausgleich. Zum einen beruhigt er den Lauf der aufge spannten Schleifmittel ganz wesentlich und erhöht so ihre Standzeiten um bis zu 30 Prozent. Zum anderen wird die Vibrationsbelastung des Werkers klar unter den seit letztem Sommer geltenden Auslösewert der EU-Vibrationsrichtlinie (2002/44/EG) von 2,5 m/s2 gesenkt. Das ist wichtig, wenn acht Stunden lang damit gearbeitet werden soll. Freilich schleift keiner so lange in einem durch, doch ist das Arbeiten mit dieser Schleifmaschine in jedem Fall weniger ermüdend und belastend als mit einer weniger vibrationsge dämpften. Obendrein erlaubt die körpergerecht leicht abge winkelte Form und Griffanordnung der LSV 48 eine unver krampfte, entspannte Arbeitshaltung. Neben einer besonders stabilen Schutzhaube verhindert eine «Overspeed-Abschal tung» mögliche Unfälle. Wird die höchstzulässige Drehzahl des Werkzeugs aus irgendeinem Grund überschritten, setzt eine mechanische Überwachungseinrichtung die Maschine sofort still. Mit sieben Modellen bieten die neuen LSV 48-Winkelschleifer die Wahl zwischen 5/8”- oder M14-Abtrieben und Drehzahlen von 6600 und 8500 min-1, so dass sich diese Maschinen für alle Schrupp-, Schmirgel- und Trennarbeiten eignen. Dazu pas sende Staubabsaughauben sind ab Lager lieferbar. Technik und Recht Zu Beginn des 2. Quartals 2005 startet der Beuth Verlag eine neue Buchreihe: ‹Beuth Recht›. In der Hauptsache werden hier juristische Problemfelder und Rechtsfragen thematisiert, die in einem sehr engen Bezug zur technischen Regelsetzung stehen. Ziel der Verlagsleitung ist es, künftig den gewachsenen Bedarf an rechtskundiger Orientierung auf dem Gebiet von Technik und Recht besser abdecken zu können, Rechtsquellen für den Nichtjuristen zu erschliessen und andererseits wichtiges tech nisches Grundlagen-Know-how auch in juristische Kreise hin ein zu transportieren. «Europa stellt unseren Verlag, dessen Programm traditionell geprägt ist durch das DIN und durch die Arbeitsergebnisse der Normung, vor zahlreiche neue Herausforderungen,» sagt die Geschäftsführerin des Beuth Verlags, Claudia Michalski. «Die europäische Normung und die damit verbundenen rechtlichen Grundlagen sind im Wandel begriffen. Dieser Prozess erfor dert von uns als Verleger länderübergreifendes – und manch mal eben auch fachübergreifendes Denken. Dem wollen wir mit der Reihe ‹Beuth Recht› entsprechen. Und natürlich würde ich mich freuen, wenn wir damit zugleich auch weitere, neue Interessentengruppen als Kunden für uns gewinnen könnten.» Nach dem «Piloten» zur neuen Arbeitsstättenverordnung liegt jetzt bereits der zweite Band der Reihe vor: «Der Wartungs vertrag». Dieses Buch von Mario Schröder behandelt die Ver tragsgestaltung rund um die Inspektion, Wartung und Instand setzung von baulichen Anlagen. Bis zur Frankfurter Buchmesse im Herbst wird es weitere Ver öffentlichungen geben: Zur neuen Gefahrstoffverordnung, zur neuen Energieeinsparverordnung, zur neuen Betriebssicher heitsverordnung und zur nationalen Umsetzung der europäi schen Feinstaubrichtlinie. Ausserdem stehen für dieses Jahr noch Werke zur neu gefassten Bundesbodenschutzverordnung auf dem Plan; für den Baubereich werden drei Praxiskommen tare zur VOB/B und VOB/A sowie zum Vergabehandbuch VHB erwartet. Beuth Verlag, ein Unternehmen der DIN-Gruppe Produktions-Roboter werden zu vielseitigen Teamplayern Erstmals intelligente, voll kooperierende Robotertechnologien vorgestellt – Optimiertes Zusammenspiel von Mensch-Maschine und Maschine-Maschine – Enge Zusammenarbeit zwischen DaimlerChrysler und KUKA Roboter Rund drei Millionen Euro hat DaimlerChrysler seit Beginn der Zusammenarbeit mit KUKA Roboter im Jahr 2000 in die Pro jektentwicklung investiert. Die Initialzündung für das neue Kon zept lieferte der Automobilhersteller, der als Anwender von Fertigungstechnik und Entwickler von Fahrzeuginnovationen den vollen Überblick über sämtliche Produktionsabläufe und die damit verbundenen Anforderungen hat. Herzstück des neuen Systems ist die Entwicklung einer intelligenten Kommu nikation auf Ethernet-Basis. Eine neue Hochleistungssoftware erlaubt einen weitaus flexibleren und effizienteren Einsatz der Roboter. Vereinfacht dargestellt: Dieselben Roboter können schneller, vielseitiger und präziser agieren als bisher. Werk stücke können nun auch während der Weitergabe zur nächs ten Montagestation bearbeitet werden, dadurch reduzieren die «intelligenteren» Maschinen die nichtproduktiven Trans portzeiten. 3 Aus der Industrie Darüber hinaus können kooperierende Roboter mehr Arbeits inhalte bewältigen – für dieselbe Leistung sind also weniger Anlagen erforderlich und DaimlerChrysler kann Flächen um bis zu 20 Prozent und Investitionen in Fertigungsanlagen um etwa fünf Prozent reduzieren. Lokale Vernetzung schafft hoch produktive «Roboteams» Bis zu 15 Roboter lassen DaimlerChrysler und KUKA Roboter in den RoboTeams in Versuchsanordnungen zusammenarbeiten, Tendenz steigend. Damit besitzen beide Unternehmen einen deutlichen Vorsprung gegenüber dem Wettbewerb, der mo mentan noch mit Gruppen von vier Robotern operiert. RoboTeams werden bevorzugt in Fertigungsbereichen zum Einsatz kommen, die bereits in hohem Maße automatisiert sind. Ein Pluspunkt der Technologie von DaimlerChrysler und KUKA: Jeder Roboter behält seine Standardsteuerung. Diese wird mit einem schnellen lokalen Netzwerk (Ethernet) verbun den, über das die Automaten miteinander kommunizieren und sich gegenseitig über die so genannte geometrische Koopera tion synchronisieren. Ein Roboter hat dabei das Kommando, die anderen richten sich nach ihm. Fachleute sprechen deshalb von der «Master-Slave-Technologie». Dies erleichtert auch die Programmierung, für die nur geringfügig höhere Anforderun gen nötig sind als bei konventionell gesteuerten Industrierobo tern, unabhängig von der Größe des RoboTeam. Eine zusätz lich entwickelte Software zur Kollisionsvermeidung auf der Robotersteuerung gestaltet die Zusammenarbeit der Maschi nen untereinander noch einfacher und sicherer. Der Vorteil einer möglichst großen Zahl kooperierender Roboter zeigt sich bei längeren Fertigungslinien. Diese sind üblicherweise in so genannte Fertigungszellen gegliedert, in denen jeweils vier bis fünf Automaten arbeiten. Dazwischen ist ein so ge nannter Transferroboter installiert, der das Teil aus der einen Zelle nimmt und zur nächsten bewegt. Kooperierende Roboter ermöglichen ein mit herkömmlichen Produktionstechnologien nicht realisierbares Fertigungsver fahren: Ein Handlingroboter nimmt das Teil bereits auf, wäh rend es in der einen Zelle noch bearbeitet wird. Schon während der Übergabe setzen die Roboter aus der nächsten Zelle wie bei einem «fliegenden Wechsel» die Bear beitung fort. Voraussetzung: Sämtliche Maschinen sind in einem RoboTeam vernetzt. Bewegung bringt Vorteile Welchen Fortschritt das Teamwork zwischen mehreren Robo tern darstellt, zeigt sich auch bei Bauteilen, die komplex sind oder beidseitig bearbeitet werden müssen. Bisher kamen Roboter wegen ihres eingeschränkten Bewegungsschemas häufig nur von einer Seite an diese Werkstücke heran. Schon wenn der Automat beispielsweise einen Schweißpunkt in einem schwierigen Winkel setzen musste, war es notwendig, das Teil aus der Vorrichtung zu nehmen, in die richtige Lage zu drehen und neu einzuspannen oder eine zusätzliche Bear 4 beitungsstation einzurichten. Genauso stellte sich die Aufgabe, wenn die Rückseite bearbeitet werden musste. Im RoboTeam hingegen hält ein Automat das Bauteil und bewegt es frei, während ein oder mehrere Roboter die Schweiß-, Klebe- oder sonstigen Arbeiten übernehmen. Auch der Prozessroboter selbst ist mobil und wechselt, falls nötig, die Arbeitsposition. Ein Ergebnis dieses Perspektivwechsels sind optimal geführte Schweiß- und Klebenähte sowie präzise gesetzte Clinch-, Bol zen- und Schweißpunkte. Kürzere Fertigungsstraßen, weniger Installationen Der Einsatz von RoboTeams bietet noch weitere Vorteile. So lässt sich durch die optimale Zugänglichkeit der Bauteile die Zahl der Prozesswerkzeuge deutlich verringern. Mehr noch: Kooperierende Roboter erlauben völlig neue Werkslayouts mit kürzeren Produktionslinien und weniger aufwendigen Installa tionen, etwa zum Heben großer und schwerer Lasten. Theo retisch können mehrere Standardroboter, von denen jeder ein zelne nur eine maximale Traglast von 500 Kilogramm hat, auch zum Transport von weitaus schwereren Rohkarosserien einge setzt werden. Zum anderen können die RoboTeams die Karos serien in jede gewünschte Position drehen, so dass diese für menschliche und maschinelle Teammitglieder leichter zugäng lich sind. Das Sparwunder für die NutzFahrzeugWerktstatt LORCH Schweisstechnik, Auenwald stellt MIG/MAG Serie C-dialog vor Kostenoptmiertes Schweissen war für LORCH der Grund gedanke bei der Entwicklung der MIG/MAG Serie C-dialog. Insbesondere die diversen Doppelkofferoptionen der C-dialog bieten dem Werkstattprofi deutliche Kostensenkungspotenziale auch in der NFZ-Werkstatt. Auch das digitale Innenleben der C-dialog wurde konsequent unter Kostengesichtspunkten optimiert. Technische Höhepunkte sind die Speicherfunktion TIPTRONIC für 100 programmierbare Schweissjobs, die kom plette Bedienung über den PowerMaster Fernbedienungs brenner sowie die patentierte Digastep ® Leistungseinstellung. Über 41 Leistungsstufen wird damit ein quasi stufenloses Ar beiten ermöglicht. Die C-dialog verbindet die Vorteile der ro busten Stufenschaltertechnik mit den Vorzügen der intelligen Aus der Industrie ten Bedienung, die man von den wesentlich teureren Thyris tor- oder Transistoranlagen kennt. Die C-dialog gibt es in fünf Leistungsvarianten mit 260, 300, 350, 430 und 450 Ampère sowie eine Anlage speziell zum MIG-Löten. Zur serienmässi gen Ausstattung gehören PowerMaster-Brenner, Druckminde rer und Werkstückleitung. RECHENBEISPIEL Der Doppelkoffer in der Pra xis: 2.148,00 Euro Ersparnis pro Jahr! Praxiserfahrungen zeigen, dass insbesondere in der NFZ Werk statt (Bus, Baufahrzeug, LKW) mit wechselnden Schweiss aufgaben und Materialien die Doppelkofferausführung ihre Stärken ausspielt. Eine Zeiter sparnis gegenüber Modellen mit nur einem Drahtvorschubkoffer von bis zu einer 1/2 Stunde pro Tag ist dabei keine Seltenheit. Bei rund 240 Arbeitstagen pro Jahr ergibt das 120 Stunden Zeitersparnis. Das entspricht bei einem durchschnittlichen Stundensatz von EURO 17,90 einer Ersparnis von 2.148,00 Euro pro Jahr! XXXSFLMBNFCVFSPBU C-dialog – Zwei Schweissanlagen in Einer Unter der Devise «Zwei Schweissanlagen in Einer» bietet LORCH mit der C-dialog als erster Hersteller in dieser Leis tungsklasse die Doppelkofferausführung. Der Vorteil: Der zweite Koffer wird mit einer weiteren Gas-/Drahtkombination ausgerüstet. Statt langwierigem Umrüsten kann der Werk stattprofi mit nur einem Tastendruck am Brenner den jeweili gen Koffer mit den zuletzt eingestellten Parametern aktivieren und z.B. von Edelstahl auf Alu-Draht wechseln. Schlauchpaket umrüsten oder austauschen, das entsprechende Schutzgas anschliessen und einstellen, sowie Parameter in der Schweis sanlage anpassen kann man sich also sparen! Um die Bedie nung zu vereinfachen sind über eine Synchron-Digital-Anzeige sämtliche Werte auf beiden Vorschubkoffern ablesbar. "VG#BVTUFMMFOJN4DIJGGCBVVOEBVDIJOEFS'FSUJHVOHHFIUFTSBV[V%BCSBVDIUFT4DIXFJTTTZTUFNFNJUCFTPOEFSFO&JHFOTDIBGUFO 4UPTTTJDIFSVOWFSXàTUMJDIVOENPCJMTPMMFOTJFTFJO'SPOJVTIBUEBGàSEJFPQUJNBMFO(FSÊUFFOUXJDLFMUEJF5SBOT1PDLFU[VN 4UBCFMFLUSPEFOVOE8*(4DIXFJTTFO7PMMEJHJUBMHFSFHFMU.JUEFN,PO[FQUEFSSFTPOBOUFO*OUFMMJHFO[GàSJEFBMF,FOOMJOJFVOETUBCJMFO -JDIUCPHFO,MFJOMFJDIUVOEUSBHCBS%JFTPMMUFOTJFLFOOFOMFSOFO8JSJOGPNJFSFO4JFHFSOF 'SPOJVT4DIXFJ["(0CFSHMBUUFSTUSBTTF3àNMBOH5FM 'BY &.BJMTBMFTTXJU[FSMBOE!GSPOJVTDPNXXXGSPOJVTDPN 6465 Schweißtechnik-Soudure182x131.indd 1 XXXGSPOJVTDPN #FXVTTUSPCVTU 03.03.2006 11:13:17 Uhr 5 Aus der Industrie MEM-Industrie: Mehr Dynamik auf breiter Front Die schweizerische Maschinen-, Elektro- und Metallindustrie hat ein erfreuliches 2005 hinter sich. Mit Exporten von über 61 Mrd. Franken konnte das Vorjahresergebnis um 3,9% ge steigert werden. Sowohl Umsätze (+3,0%) als auch Auftragseingänge (+4,5%) weisen gute Steigerungsraten aus. Für das laufende Jahr erwartet Swissmem weiteres Wachs tum. Die Auftragseingänge der 290 Swissmem-Meldefirmen nahmen im 2005 um 4,5% zu. Dabei wuchsen sowohl die Auf träge aus dem Ausland (3,8%) und aus dem Inland (6,5%). Die Exportquote bewegt sich auf hohen 78,8%. Im vierten Quar tal 2005 lagen die Aufträge (12,6%) deutlich über dem Vorjahr. Dazu beigetragen haben sowohl das Ausland- (9,3%) als auch das Inlandgeschäft (24,1%). veau − alle stark zu (Polen 17,5%, Tschechien 10,2%, Ungarn 11,3%). Nach Asien, mit 15,3% Exportanteil die zweitwichtigste Absatzregion der schweizerischen MEM-Industrie, betrug die Zunahme der Exporte 1,0%. Erfreuliche Wachstumsraten wei sen China (6,0%), Japan (2,4%) und vor allem Indien (44,4%) aus. Rückläufig waren die Exporte nach Südkorea (–10,8%) und nach Taiwan (–25,5%). Weitere positive Impulse für 2006 erwartet Die Aussichten für die Schweizer MEM-Industrie bleiben auch für 2006 günstig. Die grosse Mehrheit der befragten Swiss mem-Mitglieder schätzen ihre Perspektiven für die kommen den zwölf Monate recht optimistisch ein. Weiterhin eine nach haltige Nachfrage erwarten die Unternehmen vor allem aus Osteuropa/Russland, China/Hong Kong sowie aus Deutsch land. Die Risiken für das Wirtschaftswachstum liegen vor allem im Euroraum, wo die Wachstumsimpulse hauptsächlich exportgetragen sind, während der Binnenmarkt weiterhin schwach ist. Zudem ist der volatile Erdölpreis ein Unsicher heitsfaktor. Wissens- und Technologietransfer Beim für die MEM-Industrie bedeutenden Wissens- und Tech nologietransfer sieht Swissmem in der Schweiz massiven Nachholbedarf. Swissmem setzt daher auf neu lancierte Ideen wie Projektkonsortien, unterstützt das Projekt ManuFuture Schweiz aktiv und ist seit Beginn Promoter das Transferinstituts «inspire» an der ETH. Blitzschnelle Befestigungstechnik Die Umsätze der MEM-Industrie verzeichneten im 2005 im Vergleich zum Vorjahr eine Steigerung um 3,0%. Der Aus landumsatz nahm um 4,3% zu, der Inlandumsatz (–0,9%) ver fehlte das Vorjahresergebnis knapp. Leichte Zunahme der Exporte Die Exporte erreichten im 2005 ein Total von 61,3 Mrd. CHF. Im Vorjahresvergleich entspricht dies einer Zunahme von 3,9% wobei sich in den einzelnen Regionen und Länder deut liche Unterschiede ergaben. Die Exporte in die EU (4,9%) und die USA (6,1%) entwickelten sich positiv. Die Ausfuhren in die wichtigsten europäischen Märkte Deutschland (5,4%), Nieder lande (16,1%) und Österreich (2,1%) zeigten einen Zuwachs. Leicht negativ im Vorjahresvergleich verlief das Geschäft mit Frankreich (–1,6%) und Italien (–0,8%). Die Exporte in die neuen EU-Länder nahmen − wenn auch auf bescheidenem Ni 6 Mit zertifizierter Qualität und Sicherheit zum Erfolg Sehr geehrte Damen und Herren, in der Zeit verschärfter Pro dukthaftungsgesetze, hoher Qualitätssicherungsansprüche, Null-Fehler-Zielsetzungen und hoher Lieferverpflichtungsanfor derungen hat die Zertifizierung von Qualitäts-, Sicherheits- und Umweltanforderungen einen besonders hohen Stellenwert. Wir haben uns diesen Anforderungen erfolgreich gestellt und bieten für unsere Lieferungen und Leistungen ein Mass an Zertifikaten und Befähigungsnachweisen an, das weltweit von keinem anderen Unternehmen der Bolzenschweisstechnik er reicht wird. Zum Nutzen unserer Kunden und Anwender ent sprechen unsere Verfahren in vollem Umfang nationalen und internationalen Normen und Regelwerken. Es ist unser ehrgeiziges Ziel, von unseren zahlreichen Kunden weiterhin als A-Lieferant mit möglichst 100%igem Erfüllungs grad eingestuft zu werden. Wir bieten im Vergleich zu unserer Konkurrenz bei gleichen Preisen ein höheres Mass an Leistung in allen Bereichen. Unsere zertifizierte Qualität und Sicherheit leistet einen wesentlichen Beitrag zur Steigerung Ihrer Wett bewerbsfähigkeit und Produktqualität. Aktuell haben wir in diesen Tagen die Rezertifizierung für unser Qualitätsmanagement DIN EN ISO 9001:2000 und Umwelt Aus der Industrie Ein Windturmhersteller in Portugal bat ESAB vor einiger Zeit, ihm eine Alternative zu den bis dahin in seiner Fertigung ge nutzten Fugenhobelmethoden anzubieten und zu demonstrie ren. Das Plasmaschneide-Equipment ESAB ESP-150/PT-26, das speziell für Schneid- und Fugenhobelaufgaben an grösseren Blechdicken und mit grossen Einschaltdauern konzipiert ist, wurde vorgeführt. Das System hat unsere Behauptung, dass Fugenhobelaufgaben mit Plasma wesentlich effizienter zu lösen sind als mit dem Kohlelichtbogen, eindrucksvoll unter Beweis gestellt. Hendrik Rohde – ESAB GmbH, Solingen management DIN EN ISO 14001:2005 erfolgreich durchgeführt. Auf Anforderung senden wir Ihnen gerne Kopien der Zertifi kate zu. Wir freuen uns auf eine weitere gute Zusammenarbeit Heinz Soyer und Heinz Soyer jun. Bolzenschweisstechnik GmbH / www.soyer.de Plasma-Fugenhobeln Die schnellere, saubere und lei sere Alternative zum Kohlelicht bogenfugenhobeln. Ein ESAB System wurde für das Ausfu gen der Wurzel in der Wind turmfertigung getestet. Im heutigen harten Wettbe werb versuchen alle Hersteller, ihre Wettbewerbsfähigkeit durch schnellere und kostengünsti gere Verfahren zu verbessern. Ein besonders zeitintensives Verfahren bei der Fertigung ge schweisster Bauteile ist das Fugenhobeln mit dem Kohlelicht bogen, dass vor allem zum Entfernen von Schweissfehlern und zum Ausfugen von Wurzellagen eingesetzt wird. So ist es auch in der Windturmfertigung weltweit verbreitet. Das Kohl elichtbogenfugenhobeln ist dafür bekannt, dass es sehr laut ist und grosse Mengen an Rauchen und Stäuben erzeugt. Plasma-Fugenhobeln wird heute als sehr gute Alternative zum Kohlelichtbogenfugenhobeln angesehen, die einige Vorteile bietet. Es erzeugt deutlich weniger Rauche und Stäube, ist leiser und erfordert wesentlich weniger Nachbarbeitung nach dem Fugen. Plasma-Fugenhoblen ist ausserdem viel schneller als Kohlelichtbogenfugenhobeln und bietet so den gewünschten Produktivitätsvorteil. Es erlaubt auch das Fugen an Stählen mit geringen Kohlenstoffgehalten und an Nichteisenmetallen. Auf kohlung wird vermieden und extrem teure Schleif- und Fräspro zesse können ersetzt werden. Zum Plasma-Fugehobeln braucht man ein speziell konstruier tes Plasma-Equipment, welches im Vergleich zu einer norma len Ausrüstung eine wesentlich höhere Lichtbogenspannung bereitstellt. Das bedingt höhere Anforderungen an alle Kom ponenten, besonders an die Stromquelle. CMT: Serieneinsatz höchster Klasse Im Karosseriebau des Bentley Continental und des VW Phaëton setzt VW Sachsen (Deutschland) als erster Autohersteller das CMT-Verfahren serienmässig ein. Beim Fügen der C-Säule aus drei Teilen von jeweils unter schiedlichen Blechdicken über zeugt CMT durch einen um 20 bis 30 Prozent geringeren Wärmeeintrag und durch seine Spritzerfreiheit. Dadurch entfallen Spann- und Logistikauf wände sowie Zeit für die Nacharbeit. Die 530 Kilogramm schweren Karossen für den Phaëton VW 611 und für den Bentley 614 entstehen im Werk Mosel bei VW Sachsen. Der Mechanisierungsgrad beim Fügen der tragenden Konstruktionsteile ist relativ gering, wodurch ein hoher Anteil an Personal- und Logistikressourcen gebunden ist. Ein wesentlicher Konstruktionsteil ist dabei die C-Säule, die aus drei zu fügenden Teilen mit jeweils verschiedenen Blech dicken von 1,0 mm, 0,8 mm und 1,7 mm besteht. Die Qualität dieser Verbindungen ist zweifach bedeutsam. Hier müssen sowohl Stabilität als auch Optik absolut stimmen. Der Schweissprozess CMT setzt genau hier an und überzeugt mit seinen Vorteilen. Mit dem um 20 % bis 30 % geringeren Wärmeeintrag bei den relativ geringen Blechdicken wirkt sich der Prozess mit einer Halbierung des Blecheinfalls aus. Dadurch reduziert sich die Arbeitszeit der aufwändigen Abfolgen aus Anheben und Schleifen an der C-Säule signifikant. Der zweite Vorteil liegt in der Spritzerfreiheit des CMT-Prozes ses. Dabei ist die Minimierung von Nacharbeiten von Spritzern bei den Karossen der Luxusklasse durchaus relevant. Schliess lich überzeugt CMT durch seine Genauigkeit und Schweissge schwindigkeit. Fronius International GmbH Buxbaumstrasse 2 A-4602 Wels, Austria E-mail: [email protected] 7 Roboterschweissung Gepäckscanner für mehr Sicherheit im Flugverkehr Bevor heute das Fluggepäck eines Passagiers in das Flugzeug verladen wird, durchläuft es in den meisten Flughäfen umfang reiche Checks. So zum Beispiel in speziellen Gepäckscannern die weltweit auf Airports eingesetzt werden. Unser Kunde stellt solche Anlagen her und hat daher Bauteile bis 2 Tonnen Gewicht zu schweissen. Auf der 10-Achsen Ro boterschweissanlage von LISTEC, können die hohen Qualitäts anforderungen im MIG/MAG Verfahren erfüllt werden. Der ein gesetzte KUKA-Roboter KR 16 L6 arc ist auf eine Fahrbahn mit einer zusätzlichen angetriebenen Achse für die Querbewegung montiert, dadurch sind die Wege zum Einsatzbereich minimiert. Um die Schweissaufgabe in möglichst optimaler Lage zu erfül len, verfügt die Anlage über zwei grosse Drehpositionierer mit einer Gewichtsaufnahme bis zu 2‘000 kg. Alle 10 Achsen sind mathematisch über die KUKA-Robotersteuerung gekoppelt. Der nicht aktive Drehpositionierer kann vom Mitarbeiter, auto nom vom Programmablauf, verfahren werden, so dass während des eigentlichen Arbeitszyklus der Bediener diverse Vor- oder Nacharbeiten ausführen kann. Roboter Das Herzstück der Anlage bildet ein KUKA 6-Achs-Knickarmro boter des Typs KR16 6arc. Die Traglast an der Roboterhand be trägt 6 kg, die Zusatzlast auf dem Arm 10 kg. Die maximale Reichweite des Roboters ist auf 1‘911 mm ausgelegt. (Abb. 1) Einlegestationen Um einen möglichst kurzen Stillstand während des Werkstück wechsels zu gewährleisten, wurden zwei Arbeitsplätze einge plant. Zwischen den beiden Aufnahmen kann der Roboter auf einer gesteuerten siebten Achse hin und her fahren. Die Ein legestationen sind für die Bearbeitung grosser Werkstücke (Länge 3‘000 mm, Durchmesser 2‘500 mm, Gewicht 2‘000 kg) ausgelegt. (Abb. 2) Steuerung Die Grundsteuerung ist eine KUKA KRC2, in welcher die An triebsachsen für die sechs Achsen des Roboters unterge bracht sind. Auf dem Steuerschrank wurde ein Zusatzschrank installiert, in welchem vier zusätzliche Antriebskarten (ext. Fahrbahn, Querbewegung und Drehpositionierer) installiert wurden. Sämtliche zehn Achsen können über das KUKA Be dienpanel verfahren werden. (Abb. 3) Abb. 1: LISTEC Schweissautomat in Aktion Schweisstechnik ESAB AristoMig 450W Puls-Roboter-Schweissstromquelle, inklusive Wasserkühlung und U8-Steuerung • Leistung der Anlage: 450 A bei 45% ED bei 40 °C • Pulsstrom: 100 bis 600 A • Pulszeit: 1,7 bis 25,5 ms • Pulsfrequenz: 20 bis 312 Hz • Einstellbereich: 16 bis 450 A 4-Rollen-Drahtvorschubgerät ESAB Aristo RoboFeed 30 auf Roboterarm. 8 Abb. 2: ESAB Marathon Schweissdraht im Einsatz mit dem Roboter Roboterschweissung Gebundene Jahresbü „Schweisstechnik/Sou Um die Tradition fortzus in limitierter Auflage, die und 2005 „Schweisstec der TECHNICA in jewe zusammengebracht. Je ein Sach- und Autorenv Interessierte Leser könn Bände bei der Geschäf für CHF 62.--, plus Port beziehen. Bände aus den vorigen Vorzugspreis von CHF derselben Adresse bes Nur solange Vorrat reic Gebundene Jahresbücher „Schweisstechnik/Soudure“ Abb. 3: Programmierung an einem 2’000 kg schweren Werkstück LISTEC Schweisstechnik Dietrichstrasse 1 9424 Rheineck Tel. 071 888 46 66 Fax.071 888 46 78 www.listec.ch AG Silbernstrasse 18 8953 Dietikon Tel. 044 741 24 24 Fax.044 741 24 25 [email protected] N E U Um die Tradition fortzusetzen, haben wir in limitierter Auflage, die Jahrgänge 2004 und 2005 „Schweisstechnik/Soudure“ aus der TECHNICA in jeweils einem Band zusammengebracht. Jeder Band enthält ein Sach- und Autorenverzeichnis. Interessierte Leser können ab sofort die Bände bei der Geschäftsstelle des SVS, für CHF 62.--, plus Porto und Verpackung, beziehen. Bände aus den vorigen Jahren können zum Vorzugspreis von CHF 42.--, plus P + V bei derselben Adresse bestellt werden. Nur solange Vorrat reicht. ESABMig C300i Die intelligenten Inverter von ESAB mit echter Einknopfbedienung QSet™-Parameterautomatik Einfach die Drahtvorschubgeschwindigkeit einstellen und QSet™ wählt automatisch die richtigen Schweißparameter für die vorhandene Draht-/Gas-Kombination. Spritzer werden automatisch minimiert. TrueArcVoltage™-System Unabhängig von der Länge des Zwischenkabels immer die richtige Schweißspannung am ESAB PSF-Brenner. Drahtvorschubsystem ESABFeed 30L-4i Bei ESABMig C300i eingebaut, bei ESABMig 300i separat. Großer Aktionsradius durch Zwischenpakete. www.esab.ch Dietrichstrasse 1 CH-9424 Rheineck Tel. + 41 71 888 46 66 Fax + 41 71 888 46 78 [email protected] www.listec.ch 9 Fülldrahtelektroden Ideale Verknüpfung – von hoher Qualität und hoher Wirtschaftlichkeit Unter dem Aspekt der Kostenreduzierung versucht der Stahl bau die Fertigungszeiten durch den Einsatz moderner, leis tungsfähiger Schweisstechnologien zu verringern. Hierzu leis ten Fülldrahtelektroden einen entscheidenden Beitrag, da die Schweissgeschwindigkeit infolge höherer Abschmelzleistung und/oder höherer Strombelastbarkeit z.B. in Zwangspositionen entscheidend gesteigert werden kann. Dipl.-Ing. IWE Michael Reimann Oerlikon-Schweisstechnik Zürich Abb. 1 Auf dem Markt werden schlackeführende (rutile und basische) und schlackelose (metallpulvergefüllte) Fülldrahtelektroden an geboten. Nahtlose, verkupferte Fülldrahtelektroden zeichnen sich durch absolute Feuchteunempfindlichkeit der Füllung und sehr gute Drahtfördereigenschaften aus. Weitere Innovationen leisten einen bediener- und benutzer freundlichen Beitrag bei der praktischen Anwendung. Beispiels weise bei der Umweltbelastung direkt am Arbeitsplatz oder in der Atmosphäre. Neue formgeschlossene OERLIKON-Fülldrahtelektroden set zen, durch Verbesserung der Drahtoberfläche verbunden mit dem Einsatz neuer Rohstoffe, ein eindeutiges und umwelt freundliches Signal. (Abb. 1) Fülldrahtelektroden vers. Massivdrahtelektroden Gegenüber Massivdrahtelektroden weisen Fülldrahtelektro den Vorteile auf, die aus dem Aufschmelzprozess der Füllung resultieren. Grundsätzlich treten vergleichbare Effekte wie beim Lichtbogenhandschweissen auf. Werden beim E-Hd.-Ver fahren die Schweisseigenschaften und die metallurgischen Eigenschaften des Schweissgutes durch die Elektrodenum hüllung günstig beeinflusst, so geschieht dies beim Fülldraht schweissen durch den Füllpulvertyp. Nicht zuletzt sind die besonderen Schweisseigenschaften von Fülldrahtelektroden gegenüber Massivdrahtelektroden für die hohe Wirtschaftlichkeit des Schweissverfahrens verantwort lich. (Abb. 2) Gründe für den Einsatz von Fülldrahtelektroden: • sichere Flankenerfassung, unempfindlich gegen Bindefehler • gute Benetzung, kerbfreie Übergänge, glatte Nahtoberfläche • hohe Risssicherheit • spritzerarmer Werkstoffübergang • hohe Prozessstabilität • bei schlackeführenden Fülldrahtelektroden zusätzlicher Schutz der übergehenden Tropfen und des Schmelzbades • flexible Einsatzmöglichkeit von Legierungs- und Mikrolegie rungselementen. 10 Abb. 2 Abb. 3 Abb. 4 Fülldrahtelektroden Auf die Füllung kommt es an • Das Schweissen in Zwangspostion findet aufgrund der dünnflüssigen Schlacke nur bedingt Anwendung. Rutilfülldrahtelektroden und ihre charakteristischen Eigen schaften: • gute Positionsverschweissbarkeit, bedingt durch die Stütz wirkung der schnell erstarrenden Schlacke • daher keine Impulsstromtechnik erforderlich (einfache Pro zesseinstellung und geringer Investitionsbedarf) • feintropfiger Werkstoffübergang mit guter Benetzung über einen grossen Schweissparameterbereich • glatte, saubere Nahtoberfläche • kompakte, im Allgemeinen selbst abhebende Schlacke • gute Schweissgutzähigkeit bis – 40°C durch Legierung mit Titan, Bor und ggf. Nickel • max. Wanddicke im abnahmepflichtigen Bereich in der Regel auf 45 mm begrenzt. Hauptanwendungsgebiete: • Schweissen von Kehl- und Stumpfstossnähten in allen Posi tionen und Schweissen von Stumpfstossnähten in steigen der oder Querposition auf keramischer Badsicherung. • Für alle Zwangspositionen inklusive Rohrverbindungsschweis sungen können Fülldrahtelektroden mit schnell erstarrender rutiler Schlacke vollmechanisiert verarbeitet werden. Basische Fülldrahtelektroden und ihre charakteristischen Eigenschaften: • ausgezeichnete mechanisch/technologische Eigenschaften des Schweissgutes (auch bei sehr tiefen Temperaturen), so wohl im Schweisszustand als auch nach einer Wärmebe handlung • aufgrund des mittel- bis grobtropfigen Werkstoffübergangs uneingeschränkt zum Wurzelschweissen geeignet • höchste Risssicherheit. Metallpulverfülldrahtelektroden und ihre charakteristischen Eigenschaften: • Höhere Strombelastbarkeit im Vergleich zu Massivdrahtelek troden • daraus resultiert eine höhere Abschmelzleistung • sehr feintropfiger Werkstoffübergang im Sprühlichtbogen bereich (ab ca. 160 A bei Ø 1,2 mm) • feingezeichnete, schlackenfreie Nahtoberfläche mit wenigen leicht entfernbaren Silikatinseln • breiter, stabiler Lichtbogen mit ausgezeichneten Benetzungs eigenschaften • sicherer Einbrand • auch in Wurzellagen und Zwangspositionen verarbeitbar. Hauptanwendungsgebiete: • Schweissen in Wannen- und Horizontalposition mit hohen Ab schmelzleistungen und daraus resultierend hohen Schweiss geschwindigkeiten. • Aufgrund der sehr guten Eignung für Mehrlagenschweis sung ohne Zwischenreinigung kommt dieser Typ auch in auto matisierten Schweissprozessen zur Anwendung. Das innovative Produkt Die neue Metallpulverdrahtelektrode Cristal F 206 bietet fol gende wesentliche Vorteile: • Deutlich reduzierte Schweissrauch-Emissionsrate • Bessere Sicht auf den Schweissprozess • Minimalste Spritzerbildung • Geringer Reinigungsaufwand im Brennerbereich und am Werkstück Hauptanwendungsgebiete: • Höherbeanspruchte Schweissverbindungen ohne Wand dickenbegrenzung in Wannen- und Horizontalposition. 11 Titan und seine Legierungen Titan Werkstoff, Verarbeitung und Ergebnisse Hohe Festigkeit gepaart mit geringer Dichte und guter Korro sionsbeständigkeit sind typische Eigenschaften für Titan und seine Legierungen. Die spezifischen Anwendungen finden sich denn auch in Gebieten mit diesen Anforderungen. (Abb.1) Einsatzgebiete, welche die relativ hohen Kosten rechtfertigen, sind die Luft- und Raumfahrt, der Anlagenbau sowie die Me dizinaltechnik. Zunehmend wird Titan aber auch in der Auto mobilindustrie und bei Sportgeräten eingesetzt. Dr. R. Morach, Basel Ciba Spezialitätenchemie Abb. 1: Raumstation (Quelle: NASA) Anwendungen erfolgen beispielsweise in der Luft- und Raum fahrt für tragende Strukturen, Fahrwerksteile, Beplankungen und Beschläge; in der chemischen Industrie für Behälter, Rohr leitungen und Wärmetauscher; bei Infrastrukturanlagen für Meerwasserentsalzungsanlagen; in der Medizinaltechnik für Gelenke, Implantate, Herzschrittmacher und Schrauben; für Sportgeräte wie Velorahmen, Schläger (Golf, Tennis) aber auch für Konsum- und Luxusgüter wie Schmuck, Uhren, Brillen etc. zen lässt. Dabei kann durch Recycling aus der Halbzeugpro duktion ein wesentlicher Titananteil zugemischt werden. Das so gewonnene Titan wird durch Schmieden und Walzen mit den üblichen Verfahren zu Halbzeugen weiterverarbeitet. Dabei ist der Reinheit der Oberfläche grosse Aufmerksamkeit zu widmen. Durch das ungünstige Verhältnis von Streckgrenze zu Bruchfestigkeit sind häufige Wärmebehandlungen in inerter Atmosphäre notwendig, um die weitere Verarbeitung zu er möglichen. Titan besitzt nicht nur eine hohe Affinität zu Gasen wie Sauer stoff, Stickstoff und Wasserstoff, sondern auch zu Kohlenstoff und Eisen und bildet mit diesen Elementen intermetallische, oft nadelige Verbindungen (Abb. 2). Diese bewirken zwar eine erhöhte Festigkeit, führen jedoch gleichzeitig auch zur Ver sprödung. Deshalb sind alle Schmelzvorgänge und Wärmebe handlungen unter Vakuum oder Schutzgas durchzuführen. Der Werkstoff Titan kommt relativ häufig auf der Erde vor, mit 0.4% Anteil liegt es an neunter Stelle der Elemente. Es wird aus Titanoxid (Rutil) durch Chlorierung bei 750–950 °C in Titantetrachlorid überführt. Durch die anschliessende Reduktion unter Argon erhält man den porösen Titanschwamm, welcher sich wie derum unter inerter Atmosphäre zu Titanblöcken umschmel Eigenschaften wichtiger Titan-Legierungen Legierung Bezeichnung Unleg. Varianten Grade 1 Grade 2 Grade 3 Grade 7 Grade 11 α-Legierungen Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo α+β-Legierungen Grade 5 Ti-6Al-4V Ti-6Al-6V-2Sn Ti-3Al-2.5V Ti-4Al-4Mo-2Sn β-Legierungen Ti-11.5Mo-6Zr-4.5Sn Verunreinigungen [%] ,max. DIN UNS N O C H Fe 3.7025 3.7035 3.7055 3.7235 3.7225 R50250 R50400 R50550 R52400 R52250 0.03 0.03 0.05 0.03 0.03 0.18 0.25 0.35 0.25 0.18 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.015 0.015 0.015 0.015 0.015 0.20 0.30 0.30 0.30 0.20 3.7145 R54630 0.05 20 0.08 0.012 0.25 6 R56400 0.05 0.20 0.10 0.015 0.30 6 4 R56620 R56320 – 0.04 0.03 0.03 0.20 0.12 0.20 0.08 0.08 0.05 0.015 0.015 0.012 1.00 0.25 0.15 6 3 4 6 2.5 R58030 0.05 0.18 0.10 0.020 0.35 3.7164 3.7165 3.7175 – 3.7185 – Tab. 1: Eigenschaften wichtiger Ti-Legierungen 12 Mittl. Gehalt an Legierungselemente [%] Al V Zr Mo Sn Pd 0.2 0.2 4 2 2 2 6 mech. Gütewerte [MPa] R p0,2 Rm 240 340 450 340 240 170 280 380 280 170 950 830 900 830 970 500 960 620a 4 2 1030 620 1100 11.5 4.5 690 Titan und seine Legierungen Reintitan existiert in zwei kristallographischen Formen: Bei Raumtemperatur in einem hexagonalen Gitter (Alpha (α)-Phase) und oberhalb von 883 °C in einem kubisch raumzentrierten Gitter (Beta (β)-Phase). Die Umwandlungstemperatur wird durch Verunreinigungen und Legierungselemente verschoben, so dass entsprechend der Legierungszusammensetzung nur α -Phase, nur β -Phase oder α+β -Phase auftritt. Die Wirkung der Legierungselemente kann wie folgt zusam mengefasst werden: • Aluminium ist ein α-Stabilisierer • Vanadium, Molybdän, Chrom und Kupfer sind β-Stabilisierer • Palladium verbessert allgemein die Beständigkeit • Niobium verbessert die Beständigkeit gegen Hochtempera turkorrosion • Zirkonium und Zinn erhöhen die Festigkeit, sind aber gefü geneutral • Geringe Mengen Silizium verbessern die Kriechfestigkeit In Tabelle 1 sind die wichtigsten Legierungen, deren Zusam mensetzung, Struktur und Festigkeit angegeben und in Tabelle 2 mit anderen Metallen verglichen. Ti-6Al-4V ist mit 45–50% die am meisten verwendete Legierung, gefolgt von den unle gierten Varianten (Grade 1, 2, 3, 7 und 11) mit ca. 30%. Die rest lichen Legierungen ergeben zusammen 20–25%. Die ausgebildete Struktur hat einen wesentlichen Einfluss auf die Eigenschaften. So sind die unlegierten Varianten und die α-Legierungen eher weich, während die α+β-Legierungen meist hohe Festigkeiten aufweisen. Zur Festigkeitssteigerung kommen zwei verschiedene Mechanismen in Frage: Während bei unlegierten Varianten und den α-Legierungen die Festig keit nur durch Kaltverformung gesteigert werden kann, ge schieht dies bei den β- und α+β-Legierungen durch Teilchen bildung während der Warmauslagerungen. Abb. 2: Gefüge mit Titanhydridnadeln Verarbeitung Abb. 3: Gefüge der verschiedenen Legierungstypen Ti Gr 3 Ti-8Al- 6061 Al Kaltgewalzter 6V-2Sn HAT Stahl W.-Nr 1.4404 Rp0.2 [MPa] > 345 1070 276 490 280 Rm [MPa] 480 – 620 1140 310 586 720 E [GPa] 105 115 70 210 190 p [kg/m3] 4500 4400 2800 7800 7800 Härte 110 HB 40 HRC 95 HB 170 HB 85 HRB Tab. 2: Vergleich der Eigenschaften mit anderen Metallen Titan und Titanlegierungen lassen sich ähnlich wie austeniti sche Stähle zerspanen. Die Bearbeitung mit den verschiede nen Zerspanungsverfahren bereitet dabei keine grundsätzli chen Schwierigkeiten, wenn beachtet wird, dass • die Werkzeugschneide wegen der relativ geringen spezifi schen Wärme, Wärmeleitfähigkeit und Dichte des Werkstof fes thermisch hoch belastet wird, und • Titan aufgrund seines geringen Elastizitätsmoduls dem Druck des Schneidwerkzeuges nachgibt und dazu neigt, mit dem Werkzeug zu verschweissen. Titan muss daher mit geringer Schnittgeschwindigkeit, relativ grossem und gleichmässigem Vorschub und unter reichlicher Zuführung von Kühlmittel mit einem möglichst schwingungs frei eingespannten, scharfen Werkzeug bearbeitet werden. Beim Schleifen machen sich die chemischen und physikali schen Eigenschaften von Titan am deutlichsten bemerkbar. Hier können hohe Temperaturen entstehen, die zum Verbren nen und Verschmieren der Werkstückoberfläche führen. Schlei fen sollte deshalb mit reichlicher Kühlmittelzufuhr erfolgen. Feine Titanspäne und Titanpulver reagieren relativ leicht mit Sauerstoff und verbrennen unter grosser Wärmeentwicklung zu Titanoxid. Bei entsprechender Sorgfalt ist es nicht wahr scheinlich dass sich Titan entzündet, in Abhängigkeit von der Temperatur und unter hohen Sauerstoff-Partialdrücken ist es jedoch möglich. 13 Titan und seine Legierungen Das Kristallgitter von Titan lässt eine Kaltverformung nur in gewissen Grenzen zu. Durch entsprechende Temperaturerhö hung und unter Beachtung der Affinität zu Gasen kann es den noch gut umgeformt werden. Dabei ist zu beachten, dass das ungünstige Verhältnis von Streckgrenze zu Bruchfestigkeit zu einer starken Rückfederung führt. Durch Spannungsarmglühen können die beim Kaltumformen entstandenen Eigenspannungen abgebaut werden. Durch Glü hen oberhalb der Rekristallisationstemperatur (bei ca. 700 °C) wird eine Verfestigung wieder abgebaut. Der entsprechende Schutz des Titans vor einer Gasaufnahme ist dabei immer zu beachten. Farbe Behandlung Metallisch blank Gute Schweissung Strohgelb Gelb Leicht blau Oberflächliche Oxidation Durch Schleifen entfernen Blau Graublau Grau Weiss Tiefgehende Kontamination Ausschleifen und erneut schweissen Tab. 3: Anlauffarben und Schweissqualität Schweissen Wie beim Erschmelzen und Wärmebehandeln von Titan muss auch beim Schweissen der Zutritt von schädlichen Gasen wie Stickstoff, Sauerstoff und Wasserstoff zum Schmelzbad selbst, zur Wärmeeinflusszone und zu den angrenzenden Be reichen des Grundwerkstoffes verhindert werden. Darüber hi naus muss die Wurzelseite vor dem Zutritt von Luft geschützt werden. Der Schutz ist auch während der Abkühlung bis deut lich unter 300 °C aufrechtzuerhalten. Titan lässt sich unter den o.g. Bedingungen mit den nachfol gend aufgeführten Verfahren gut schweissen: WIG-Verfahren; (MIG-Verfahren); Plasmaschweissen; Wider standsschweissen; Elektronenstrahlschweissen; Diffusions schweissen; Laserschweissen; Reibschweissen Erreicht wird der Schutz je nach Geometrie und Abmessung der Teile durch Schutzgasbrausen, Schleppdüsen, poröse Un terlegschienen oder durch ein Schweissen in evakuierbaren oder mit Schutzgas gefüllten Kammern. Während früher oft nur Schutzgaskammern zur Anwendung kamen und damit die Teile in ihrer Grösse und Form limitiert waren, wird heute das WIG-Verfahren mit Gasschleppschutz erfolgreich angewandt. Mit diesem Verfahren können auch grosse und komplexe Geo metrien geschweisst werden. Das Gasschweissen (Autogenschweissen) scheidet auf jeden Fall aus. Im Behälter- und Apparatebau ist das WIG-Schweis sen das am meisten eingesetzte Verfahren. Beim leistungsintensiven MIG-Schweissen wird der ökonomi sche Vorteil durch die zwingend benötigten Schleppeinrichtun gen und den hohen Spritzeranfall wieder vernichtet. In der Luft- und Raumfahrt überwiegt dagegen das Elektro nenstrahl- und Diffusionsschweissen. Die mechanischen Eigenschaften der Schweissnähte sind bei gut ausgeführten Schweissungen nur geringfügig schlechter als beim Grundwerkstoff. Durch die gröbere Gefügestruktur kann eine leichte Versprödung beobachtet werden. Im Falle eines fehlenden oder mangelhaften Gasschutzes erfolgt je doch eine deutliche Aufhärtung und Versprödung. Die Anlauf farben der Schweissnaht geben Hinweise auf deren Tauglich 14 Abb. 4: Aufbau der Schweissnaht bei Ti-plattierten Blechen Gut beständig in Nicht beständig in Schwache anorganische Säuren HF, auch in Spuren Verdünnte Salzsäure und Schwefel säure mit oxidierenden Bestandteilen Reduzierende Säuren (spez. HCL) Organische Säuren Rauchende Salpetersäure Neutrale Salzlösungen Starke Laugen Körperflüssigkeiten H2O 2 Methanol wasserfrei Tab. 4: Anwendungsbereiche von Titan in der chemischen Industrie Abb. 5: Beständigkeit von Titan Grade 2 in wässrigen Natriumchlorid-Lösungen Titan und seine Legierungen keit und die weiter zu treffenden Massnahmen (Tabelle 4). Zusätzlich kann durch Härtemessungen eine Versprödung nachgewiesen werden. Beträgt der Härteanstieg im Vergleich zum Grundmaterial mehr als 50 Einheiten, so ist die Schweiss naht vollständig zu entfernen. Neben dem richtigen Gasschutz ist die Vorbereitung zum Schweissen und die Ausführung sehr wichtig. Die Oberflä chen müssen sauber und rückstandsfrei (Farbe, Fett, Öl, Ab lagerungen etc.) sein. Die Reinigung erfolgt mit Aceton, Ätha nol oder Methylethylketon. Chlorierte Lösungsmittel sind absolut verboten. Danach werden allfällig vorhandene Anlauf farben durch Schleifen oder Beizen vollständig entfernt. Nach der Reinigung dürfen die Werkstücke und der Schweisszusatz nur noch mit sauberen Handschuhen angefasst werden. Die Verarbeitung von Titan soll möglichst in separaten Räumen durch speziell geschulte Schweisser erfolgen. Es darf keine Feuchtigkeit (Kondensation) auf der Oberfläche vorliegen und das Schutzgas muss trocken sein (Taupunkt unter –50°C). An dernfalls wird durch Wasserstoffaufnahme die Schweissnaht unbrauchbar. Da Titan einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizient hat, werden nur geringe Eigenspannungen aufgebaut, so dass eine Wärmebehandlung nach dem Schweissen bei unlegiertem Titan normalerweise nicht erforderlich ist. Bei Titanlegierun gen, komplexen Bauteilen und Mehrlagenschweissungen ist eine Wärmebehandlung angezeigt. Um Festigkeitsänderun gen zu vermeiden ist auf die Einhaltung einer korrekten Aus lagerungstemperatur zu achten. Titan und Titanlegierungen lassen sich normalerweise nicht mit anderen Metallen verschweissen, da sich intermetallische Phasen bilden, die versprödend wirken. Diesem Umstand ist vor allem beim Schweissen von Titanplattierungen durch ent sprechendes Nahtdesign Rechnung zu tragen (Abb. 4). In der Regel wird die Plattierung breit abgearbeitet und der Grund werkstoff verschweisst. In den freien Bereich werden Streifen eingelegt und die darüber liegenden Titandeckstreifen nun di rekt mit der Titanplattierung verschweisst. Durch Bohrungen im Trägermetall wird das Schutzgas auf die Rückseite des zu schweissenden Titanstreifens geführt. Die Bohrungen können verschlossen oder zur Leckageanzeige verwendet werden. Grundsätzlich ist Titan nicht schwieriger zu schweissen als an dere Metalle, solange man die oben angeführten Punkte be achtet. Im Vergleich zu Stahl hat Titan beim Schweissen • eine geringere Tendenz zu Schweiss-Spannungen • eine geringere Tendenz zu Verformungen • eine höhere Effizienz •eine gute Benutzbarkeit •eine hohe Affinität zu Gasen (N, O, C, H) • eine geringere Toleranz gegenüber Verunreinigungen • keine Möglichkeiten der Verschweissbarkeit mit anderen Metallen Abb. 6: Nassoxidationsanlage aus Titan, Wärmetauscher und Reaktor (links hinten) Korrosion (mm/a) Hastelloy B-2 Hastelloy C-4 Tantal Zirkon 702 Titan Gr. 2 Titan Gr. 7 Niob Flüssigphase 7.5 1.9 0.5 0.9 0.05 0.03 2.7 Gasphase 2.4 1.1 0.5 1.2 0.02 0.03 3.2 Tab. 5: Korrosionsgeschwindigkeit in Abwasser mit organischen Molekülen unter Nassoxydationsbedingungen (150 bar, 300 °C, ph 3) Beständigkeit Titan ohne Passivschicht (Titanoxid) ist ein unedles, reaktives Metall, das in diesem Zustand in der Spannungsreihe der Me talle zwischen Aluminium und Magnesium liegt. Bereits bei Raumtemperatur wird jedoch eine dichte, gut haftende Passiv schicht gebildet, so dass der Werkstoff nun in der Spannungs reihe der Metalle im Bereich der nichtrostenden Stähle und Nickelbasislegierungen liegt. Die Gefahr einer Kontaktkorrosion ist bei annähernd gleich grossen Oberflächen, z.B. in Meerwas ser und chloridhaltigen Lösungen weitgehend auszuschliessen. Bei einem galvanischen Kontakt von Titan mit Magnesium, Alu minium, Kupfer und deren Legierungen kann hingegen ein ver stärkter korrosiver Angriff der Partnermetalle eintreten. In oxidierenden, neutralen aber auch in reduzierenden Medien, die jedoch Anteile oxidierender Bestandteile aufweisen müs sen und somit eine Bildung der Passivschicht zulassen, weist Titan eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf (Tabelle 4). Wie alle Reaktivmetalle ist Titan gegen wässrige Flusssäure (HF) nicht beständig und versagt mit hoher Korrosionsgeschwindig keit. Titan ist durch die stabile Passivschicht ein «digitaler» Werk stoff, d.h. er ist sehr gut beständig oder versagt sehr rasch. Titan weist eine hervorragende Beständigkeit gegen Loch frass und Spaltkorrosion durch Chloride in neutraler Umge bung auf (Abb. 5), und ist der Werkstoff der Wahl für Meer wasserentsalzungsanlagen. In den reduzierenden Lösungen von Aluminiumchlorid und Zinkchlorid ist Titan dagegen nicht beständig. Verunreinigungen von Kupfer und Eisen in der Ober fläche fördern den Angriff auf Titan, zulegieren von Palladium Pd (Grade 7 und 11) verbessert seine Beständigkeit. Die palla diumlegierten Varianten werden häufig für Flanschen eingesetzt, um die Beständigkeit gegen Spaltkorrosion zu verbessern. 15 Titan und seine Legierungen Wie alle passiven Werkstoffe kennt auch Titan Spannungsriss korrosion. Im Gegensatz zu nichtrostendem Stahl, bei dem das Problem bereits in chloridhaltigen, neutralen Lösungen auftre ten kann, sind die Medien bei Titan etwas ungewöhnlicher, nämlich wasserfreies Methanol und rauchende Salpetersäure. Auch die Wasserstoffversprödung, eine Absenkung der Duk tilität durch die Bildung von Titanhydridnadeln im Gefüge, kann als Korrosion interpretiert werden. Die Quellen des Wasser stoffs können dabei ganz unterschiedlich sein: • Wärmebehandlung in reduzierenden Atmosphären • Schweissen in feuchter Atmosphäre • Korrosion des Titan in saurer Umgebung • Korrosion von eingeschlossenen Fremdpartikeln in saurer Umgebung • Beizen (speziell mit HF) An einem Praxisbeispiel soll die mögliche Beständigkeit von Titan verdeutlicht werden. In der sog. Nassoxidationsanlage (Abb. 6) werden unter hohem Sauerstoffpartialdruck und 300°C or ganische Moleküle mit Phosphor, Schwefel, Chlor und Stick stoff abgebaut. Dabei entstehen Kohlensäure, Salzsäure, Schwe felsäure, Phosphorsäure und Ammoniak sowie deren Salze. Der pH-Wert des eingeleiteten Abwassers liegt zwischen 1 und 4. Intensive Korrosionsuntersuchungen waren nötig, um den richtigen Werkstoff zu finden (Tabelle 5) und das Betriebs fenster zu definieren. Als Resultat der Versuche wurde die An lage in Titan Grade 2 (Vollmaterial für Rohre, Plattierung für Reaktoren) ausgeführt. Bei den Flanschen wurde Titan Grade 7 als zusätzliche Massnahme gegen Spaltkorrosion einge setzt. Solange die Anlage im definierten Betriebsfenster betrieben wurde, gab es keine Probleme. Bei Abweichungen traten jedoch innert kurzer Zeit starke Korrosionsangriffe auf. Titanschweissnähte erweisen sich unter passivierenden Be dingungen in ihrer Korrosionsbeständigkeit dem Grundmaterial gleichwertig. Lediglich in Medien, in denen bereits das Grund material angegriffen wird, wie dies z. B. in reduzierend wirken den Agenzien geschieht, kann die Schweissnaht verstärkt kor rodieren. Zusammenfassung Titan weist eine hohe, spezifische Festigkeit und gute Zähig keit auf. Es hat eine hervorragende Beständigkeit in vielen Medien, wobei eine oxidierende Umgebung wichtig ist. Titan hat eine hohe Reaktivität mit Gasen und neigt zur Ver sprödung, im speziellen zur Wasserstoffversprödung. Unter Berücksichtigung der Eigenschaften ist Titan gut be arbeitbar und mit entsprechendem Gasschutz gut schweiss bar. Von den Titanherstellern werden gute Dokumentationen zur Verarbeitung und zum Schweissen bereitgestellt, die für eine erfolgreiche Verarbeitung eingehalten werden sollten. 16 Résumé Le titane présente une résistance mécanique élevée et une bonne résilience. Chimiquement, il résiste très bien dans de nombreux milieux pour autant que ceux-ci soient oxy dants. Le titane résiste fortement avec les gaz et a une tendance à la fragilisation, plus spécialement en présence d‘hydro gène. En tenant compte de ses propriétés, le titane se laisse facilement travailler et bien souder sous une protec tion gazeuse adéquate. Les fournisseuses de titane mettent ä disposition une bonne documentation expliquant les conditions de mise en oeuvre et de soudage à respecter pour obtenir des résultats satisfaisants. Literatur Die folgende Liste stellt nur einen Auszug dar. [1] Titan und Titanlegierungen, Ch. Leyens, M. Peters (eds), Wiley – VCH, Weinheim [2] Titanium Alloy Guide, RMI Titanium Co, Niles (OH) [3] Corrosion resistance of Titanium, Titanium Metals Corpo ration Timet [4] Titanium design and fabrication handbook, Titanium Me tals Corporation Timet, Titan Schweisstechnik, Schweiss technische Verarbeitung von Titan-Werkstoffen, E. Brune, Linde Gas, Pangas Sonderdruck [5] Schweissen von Titanwerkstoffen, DVS Merkblatt 2713 Deutscher Verlag für Schweisstechnik (DVS) GmbH, Postfach 2725, 4000 Düsseldorf 1) [6] Schweissen von Sondermetallen, Deutscher Verlag für Schweisstechnik (DVS) [7] Welding titanium, a designers and users handbook, The Welding Institute TWI and the Titanium Interest Group TIG [8] Microstructure of Titanium Welds, P. Danielson, R. Wilson, D. 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Die Gründe für den wirtschaftlichen und technischen Erfolg von Aluminium liegen in einer interes santen Kombination von Eigenschaften. Das sind beispielsweise die geringe Dichte, die hohe elektrische und thermische Leit fähigkeit, eine hohe Duktilität auch bei tiefen Temperaturen, hygienische Unbedenklichkeit und eine gewisse Beständigkeit gegen Korrosion. Auch sind Eigenschaften wie Funkenfreiheit und magnetische Neutralität in vielen Fällen ausschlaggebend für die Verwendung. Eberhard Brune / PanGas, Dagmersellen Man unterscheidet generell zwischen Reinstaluminium, Rein aluminium und Aluminiumlegierungen. Letztere sind vorwie gend mit Mangan, Magnesium, Silizium, Kupfer und Zink legiert, hauptsächlich zum Zweck der Festigkeitssteigerung. Neben den Zweistofflegierungen sind vielfach ternäre oder Mehrstofflegierungen im Einsatz. Die Steigerung der Festig keit kann nicht nur über Mischkristallverfestigung, sondern auch über eine Kaltverfestigung durch Umformen oder durch eine Aushärtung erreicht werden. Daher wird bei den Alumi niumwerkstoffen zwischen naturharten und aushärtbaren Le gierungen unterschieden. Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal ist die Art der Verar beitung, so dass zwischen Guss- und Knetlegierungen diffe renziert wird. Tabelle 1 zeigt einige wichtige physikalische Eigenschaften von reinem Aluminium im Vergleich zu Rein eisen. Auffällig sind die deutlich niedrigere Dichte, der tief liegende Schmelzpunkt, aber auch die hohe Schmelzwärme und vor allem der hohe Schmelzpunkt des Aluminiumoxids. Aluminium zeigt keine Glühfarben an. Zusammen mit dem hö heren Ausdehnungskoeffizienten und der guten Wärmeleitfä higkeit machen diese Eigenschaften das Schweissen von Alu miniumwerkstoffen im Vergleich zu Stahl schwieriger. Aluminium liegt bei Raumtemperatur im kubisch-flächen zentrierten Gitter vor und zeigt keine Umwandlungen, so dass kein Abschreckgefüge wie Martensit entstehen kann. Eine Kaltversprödung tritt bei Aluminium nicht auf. Normung Die Bezeichnung und Festlegung der Werkstoffnummern von Aluminium-Legierungen ist in EN 573-1 definiert und ent spricht dem Bezeichnungssystem der Aluminium Association in Washington, Details zu den jeweiligen chemischen Analy Eigenschaft Einheit Aluminium Eisen Atommasse g/mol 26.98 55.84 Dichte g/cm3 2.70 7.87 Elastizitätsmodul N/mm2 71*10 3 210*10 3 Ausdehnungskoeffizient 1/°K 24*10 –6 12*10 –6 Schmelzwärme kJ/kg 396 270 Dehngrenze N/mm2 ca. 10 ca. 100 Zugfestigkeit N/mm2 ca. 50 ca. 200 Al2O3 FeO, Fe2O3, Fe3O 4 Oxide Schmelzpunkt der Oxide °C 2046 1400, 1455, 1600 Schmelzpunkt des Metalls °C 658 1536 Tabelle 1: Vergleich Aluminium – Eisen sen finden sich in EN 573-3. Die Legierungsgruppen sind wie folgt zusammengefasst: • 1xxx Aluminium min. 99.00% • 2xxx Hauptlegierungselement Kupfer • 3xxx Hauptlegierungselement Mangan • 4xxx Hauptlegierungselement Silizium • 5xxx Hauptlegierungselement Magnesium • 6xxx Hauptlegierungselemente Mg + Si • 7xxx Hauptlegierungselement Zink • 8xxx andere Legierungselemente • 9xxx nicht benutzt Die Bezeichnung erfolgt entweder mit der Werkstoffnummer (Beispiel: EN AW-5082) oder als Schreibweise mit chemi schen Symbolen, beispielsweise EN AW-AlMg4.5Mn0.7. Dabei werden die mittleren Legierungsgehalte der wichtigen Legierungselemente in Prozent angegeben. Weitere, nicht in der Bezeichnung genannte Legierungselemente können zu sätzlich vorhanden sein. 17 Aluminium und seine Legierungen Kaltverfestigte Legierungen Die nicht aushärtbaren Aluminium-Legierungen werden durch Umformprozesse wie Kaltwalzen oder Kaltziehen auf ein hö heres Festigkeitsniveau gebracht. In diese Gruppe gehören beispielsweise die Reinaluminiumsorten Al 99.5 und Al 99.0 sowie die Sorten AlMn1, AlMg1, AlMg2.5, AlMg3, AlMg2.7Mn, AlMg4Mn und AlMg4.5Mn. Wie bei allen Metallen, deren Fes tigkeitszuwachs auf Kaltverfestigung beruht, kann bei diesen Legierungen eine erhöhte Temperatur zu einem irreversiblen Abfall der Zugfestigkeit führen – es sei denn, man kann eine weitere Kaltumformung anschliessen. Die Entfestigung ist auf Kristallerholung oder auf Rekristallisation zurückzuführen. Für Schweissverbindungen ist daher im Nahtbereich und in der Wärmeeinflusszone mit Festigkeitswerten ähnlich dem weich geglühten Zustand zu rechnen. Bei einigen Legierungen wird die Rekristallisationsschwelle durch Mangan heraufgesetzt, so dass zumindest kein Weichglüheffekt durch das Schweissen erreicht wird. Abb. 2: Aluminium-MIG-Schweissung Al-Werkstoffe mit Legierungsverfestigung Bei diesen Aluminiumwerkstoffen wird durch gezielte Zugabe von Legierungselementen eine Festigkeitserhöhung ange strebt (Abb. 2). Die relevanten Legierungsbestandteile sind Kupfer, Silizium, Magnesium, Zink und Mangan. In geringen Mengen können auch Beryllium, Bor, Natrium, und Strontium vorkommen. Zumeist handelt es sich nicht um binäre, sondern um ternäre oder komplexere Mehrstofflegierungen. Neben dem Analy sengehalt spielt auch noch eine zentrale Rolle, ob die Zusatz elemente als Mischkristall gelöst, als ungelöste Kristalle oder als intermetallische Verbindungen im Gefüge vorliegen. Aushärtbare Legierungen Geeignete Aluminium-Legierungen lassen sich in ihrer Festig keit durch eine spezielle Wärmebehandlung – das sog. Aus härten – erheblich verbessern. Wesentliche metallkundliche Voraussetzungen für diesen Prozess sind: • Der Aluminium-Mischkristall muss eine mit der Temperatur abnehmende Löslichkeit für das Legierungselement besit zen. Dies trifft beispielsweise für Kupfer zu, welches bei Raumtemperatur nur zu etwa 0.3% gelöst werden kann, bei 500 °C jedoch zu mehr als 4% in Lösung gehen kann. • Es dürfen während des Abkühlens keine Gleichgewichts phasen entstehen, sondern der homogene Mischkristall muss sich übersättigt unterkühlen lassen. • Der übersättigte Mischkristall entmischt bei Raumtempera tur oder leicht erhöhten Temperaturen, die entstehenden Phasen führen so zu einem Festigkeitsanstieg. In der Praxis werden drei Arbeitsschritte ausgeführt, die aus Lösungsglühen bei ca. 500 – 570 °C, Abschrecken – beispiels 18 Abb. 3: Schweisseignung / empfohlene Schweisszusätze verschiedener Aluminium-Werkstoffe weise durch Wasser – und Auslagern bei Raumtemperatur oder im Bereich von 120–160 °C bestehen. Bei den aushärtbaren Legierungen finden besonders die Alu minium-Magnesium-Silizium- und die Aluminium-Zink-Magne sium -Typen Verwendung. Bei den AlMgSi-Legierungen ist die Abkühlgeschwindigkeit nach dem Schweissen nicht so hoch, dass ein übersättigter Mischkristall gebildet werden kann, so dass ein Auslagern keinen Ausgleich des Festigkeitsverlustes im Bereich der von der Wärme beeinflussten Zone bewirkt. AlZnMg-Legierungen verlieren durch das Schweissen ebenfalls einen Teil ihrer Festigkeit. Die bei diesen Legierungen gebilde ten Mischkristalle weisen eine geringere Lösungstemperatur auf und es ist nur eine gemässigte Abkühlgeschwindigkeit zur Unterdrückung der Ausscheidungsphasen notwendig. Das Schweissen dieser Werkstoffe wirkt praktisch wie ein zusätz liches Lösungsglühen, weiterhin bewirkt die gute Wärmeleit fähigkeit ein rasches Abschrecken. Nach einer Kaltauslage rung während einiger Tage oder Wochen, erreicht die Legie rung, auch im Bereich der Schweissnaht wieder die Werte des ausgehärteten Zustandes. Aluminium und seine Legierungen Werkstoff-Eigenheiten Das Schweissen von Aluminium-Werkstoffen mit seinen spe ziellen physikalischen Eigenschaften erfordert die Beachtung folgender Punkte: Oxidschicht mit hohem Schmelzpunkt Aluminium bildet eine natürliche, etwa 0.01 μm dicke Oxid schicht der Zusammensetzung Al2O3, die einen im Vergleich zum Metall hohen Schmelzpunkt von ca. 2050 °C aufweist. Ihr spezifisches Gewicht ist höher als das vom reinen Metall, weshalb die Oxide im Schmelzbad nach unten sinken. Die Oxidschicht wirkt wie ein elektrischer Isolator und ist vor dem Schweissprozess zu beseitigen. Beim Autogenschweissen oder Hartlöten wird zu diesem Zweck Flussmittel eingesetzt, welches das Oxid in eine spezifisch leichte und zähe Schlacke überführt, den Schweissbereich schützt und weitere Oxida tion unterbindet. Die Oxidschicht lässt sich auch durch Bürs ten, Schleifen, Fräsen oder Beizen beseitigen. Beim WIG-Ver fahren werden bei plusgepolter Elektrode positive Ionen im Lichtbogen in Richtung negativ geladenes Werkstück be schleunigt und die Al2O3 -Schicht aufgerissen. Das inerte Schutzgas verhindert dabei die Oxidneubildung und ermög licht eine technisch hochwertige Schweissverbindung. Eine andere Theorie führt die Oxidschichtzerstörung auf aus tretende Elektronen aus dem Grundwerkstoff zurück. Eine sorgfältige Nahtvorbereitung und eine angefaste Nahtun terkante ermöglichen, dass die Oxide an der Nahtunterseite ausgeschwemmt werden. Gute Wärmeleitfähigkeit Die gute Wärmeleitfähigkeit von ca. 230 Wm -1K-1 bei reinem Aluminium und 115–155 Wm -1K-1 bei den Legierungen bedingt eine hohe und konzentrierte Wärmeeinbringung während des Schweissprozesses. Sie ist auch Grund für die hohe Abkühl geschwindigkeit, welche Porenbildung und Gasblasenein schluss aufgrund hoher Erstarrungsgeschwindigkeit begüns tigt. Hohe Schmelzwärme Durch die hohe Schmelzenthalpie ist, bezogen auf den Schmelzpunkt, eine vergleichsweise hohe Wärmeenergie durch das Schweissverfahren bereitzustellen. Das Erreichen der Schmelztemperatur wird nicht durch Glühfarben ange zeigt. Hoher Wärmeausdehnungskoeffizient Der etwa doppelt so hohe Ausdehnungskoeffizient von Alumi nium gegenüber Stahl im Bereich von 20*10 6 K-1 führt zu grös seren Schrumpfungen beim Abkühlen und macht besondere Massnahmen gegen Werkstückverzug und Schrumpfrisse er forderlich. Schweisseignung von Aluminium Die spezifischen Besonderheiten einzelner Legierungsgrup pen werden nachfolgend beschrieben. Reinaluminium und Aluminium-Mangan-Legierungen Reinaluminium zeichnet sich durch eine gute Schweisseig nung aus, wenn auch im Vergleich zu Aluminium-Legierungen mit einer stärkeren Neigung zu Porenbildung gerechnet wer den muss. Die hohe Wärmeleitfähigkeit erfordert einen hohen Wärmenachschub und bei grösseren Wandstärken eine Vor wärmung vor dem Schweissen. Aluminium-Magnesium und Al-Silizium-Legierungen Bei diesen Legierungen ist die jeweilige Zusammensetzung massgebend für die Rissanfälligkeit, da AlMg-Legierungen bei Legierung Eigenschaften Einsatzgebiet Al99.0 ... 99.98 Festigkeit gering, Umformbarkeit gut, chemische Beständigkeit sehr gut Elektrotechnik, Plattierungen AlMn0.2 ... AlMn1 Festigkeit mässig, Zähigkeit gut , chemische Beständigkeit gut Apparatebau, Fahrzeugbau, Lebensmittelindustrie AlMg1 ... AlMg5 Zunahme der Festigkeit mit Mg-Gehalt, chemische Beständigkeit gut Bauwesen, Apparate- und Ingenieurbau, Möbelindustrie AlMgMn Beispiel: AlMg4.5Mn0.7 Warmfestigkeit verbessert durch Mangan Apparate-, Geräte-, Fahrzeug- und Schiffbau AlMgSi, AlSiMg warm und kalt aushärtbar, gute Umformbarkeit, höhere Festigkeit Bauwesen, Elektrotechnik, Eloxal-Qualität AlCuMg aushärtbar, Festigkeit hoch, chemische Beständigkeit mässig Ingenieur- und Maschinenbau, Lebensmittelindustrie AlZnMg Beispiel: AlZn4.5Mg1 aushärtbar, Festigkeit hoch, speziell bei Legierung mit Kupfer hochfeste Bauteile zum Schweissen, Fahrzeugbau AlSi5 ... AlSi12 Legierung mit Silizium verbessert Fliessfähigkeit und Giessbarkeit, vor allem bei Siliziumgehalten über 7% Gussteile, Bauwesen, Eloxal-Qualität Tabelle 2: Eigenschaften verschiedener Aluminium-Legierungen 19 Aluminium und seine Legierungen Legierung Schweisseignung Schweisszusatz-Werkstoff nach DIN 1732 Al99.0 ... 99.98 gut SG-Al99.5, SG-Al99.5Ti, SG-Al99.8 AlMn0.2 ... AlMn1 sehr gut SG-AlMn, SG-AlMg3 ... 5 AlMg1 ... AlMg5 gut SG-AlMg3, SG-AlMg5, SG-AlMg4.5Mn AlMg4.5Mn sehr gut SG-AlMg5, SG-AlMg4.5Mn AlMgSi, AlSiMg, AlSiMgMn gut SG-AlMg3 ... 5, SG-AlSi5 AlCuMg Neigung zu Heissrissen AlZnMg Beispiel: AlZn4.5Mg1 nur Legierung AlZn4.5Mg1 gut SG-AlMg5, SG-AlMg4.5Mn AlSi5 ... AlSi12 bei Kupfergehalt unter 1% gut SG-Al-Si5, SG-AlSi12 Tabelle 3: Schweisseignung / empfohlene Schweisszusätze verschiedender Aluminium-Werkstoffe tere Verbesserung der Schweisssicherheit ist durch Mangan oder Chromzusätze erzielbar, daher ist AlMg4.5Mn schweis stechnisch günstiger als die AlMg-Typen. Ist bei unterschiedlichen Werkstoffen einer der beiden Werk stoffe mit Magnesium legiert, richtet sich der Zusatzwerkstoff nach diesem. Aluminium-Magnesium-Silizium-Legierungen Diese Legierungsgruppe ist – abhängig von der Zusammen setzung – grundsätzlich rissgefährdet und man verwendet daher nicht einen artgleichen Zusatzwerkstoff, sondern schweisst z.B. mit SG-AlSi5 nach DIN 1732. Soll das Werk stück nach dem Schweissen eloxiert werden, so verwendet man als Zusatzwerkstoff hingegen SG-AlMg3. Werden hohe Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften gestellt, so ist z.B. der Zusatzwerkstoff SG-AlMg4.5Mn zu wählen. Aluminium-Zink-Magnesium-Legierungen AlZnMg-Legierungen sind aushärtbar und neigen aufgrund der Menge an Legierungsbestandteilen zur Rissbildung beim Schweissen – ein artgleiches Schweissen ist daher nicht mög lich. Als gut schweissbar gilt die Legierung AlZn4.5Mg1. Es wird normalerweise mit nicht aushärtendem Zusatzwerkstoff SG-AlMg5 oder SG-AlMg4.5Mn gearbeitet. AlMgCu – und AlZnMgCu-Legierungen Legierungen dieser Zusammensetzung sind hochfest aushärt bar und gelten als sehr rissempfindlich: ein Schmelzschweis sen ist daher nicht oder nur sehr bedingt möglich – je nach Höhe des Kupfergehalts. Problem Rissbildung Abb. 4: Verlauf Heissrissneigung Heissrissneigung von Al-Legierungen in Abhängigkeit vom Si- und Mg-Gehalt Höchste Riss empfindlichkeit praktischer Mindestgehalt kritischer Tem peraturbereich AlSi 0,75% Si 2,0% Si 660 – 577 °C AlCu 3,0% Cu 5,0% Cu 660 – 547 °C AlMg 1,2% Mg 3,5% Mg 660 – 449 °C AlSiMg 0,5-0,8% Si 0,2 – 1,2% Mg 2,0% Si Tabelle. 4: Heissrissneigung von Aluminium-Legierungen 1.2% Magnesium und AlSi-Legierungen bei etwa 0.75% Sili zium ein Maximum der Heissrissempfindlichkeit aufweisen (Abb. 4). Höher legierter Zusatz ist meist risssicherer zu ver schweissen, der Zusatzwerkstoff sollte deshalb deutlich mit 2% Silizium resp. 3.5% Magnesium überlegiert sein. Eine wei 20 Beim Erstarren und Schrumpfen besteht die Gefahr erhöhter Rissbildung – dies besonders dann, wenn die Legierung ein grosses Erstarrungsintervall aufweist und niedrig schmel zende Korngrenzen-Eutektika bildet. Die Rissneigung hängt stark vom Legierungstyp ab und ist deshalb bei der Wahl des Zusatzwerkstoffs immer zu berücksichtigen. Tabelle 4 zeigt für einige Legierungstypen die Heissrissbereiche und empfoh lenen Mindestgehalte an Silizium, Kupfer und Magnesium im Zusatzwerkstoff. Auch der Bleigehalt im Aluminium sollte grundsätzlich möglichst gering sein. Endkraterrisse können durch ein bei modernen Schweissanla gen integriertes Endkraterfüllprogramm oder durch Schweis sen auf ein Auslaufblech vermieden werden. Risse in der Nahtwurzel sind häufig auf Aluminiumoxide zu rückzuführen und können durch eine untere Blechanfasung verhindert werden. Problem Porenbildung Als primäre Ursache für die Porenbildung im Schweissgut ist die sprunghafte Abnahme der Gaslöslichkeit bei der Erstar Aluminium und seine Legierungen Verfärbungen im Bereich der Schweissnaht Im Bereich der Schweisszone treten unabhängig vom verwen deten Schweissverfahren schwache bis ausgeprägte Verfär bungen auf, die mit höheren Gehalten an Magnesium und Si lizium zunehmen. Ist nach dem Schweissen eine Eloxierung vorgesehen, so muss bei heterogenen Legierungen mit stär keren Verfärbungen gerechnet werden – vor allem dann, wenn einzelne Gefügebestandteile bei der Eloxierung angeätzt oder durch die Elektrolytlösung herausgelöst werden. Schweisstechnologie Abb. 5: Bauteil aus AlMg4.5Mn, WIG-geschweisst mit SG-AlMg4.5Mn unter rung zu sehen. Hier tritt besonders Wasserstoff in Erschei nung, da allfällig vorhandener Sauerstoff zu Al2O3 abgebunden wird und Stickstoff Aluminium-Nitrid bildet. Die sinkende Gas löslichkeit führt zu Ausscheidungen submikroskopischer Gas blasenkeime, die durch weitere Gasaufnahme anwachsen und sich in der Schmelze nach oben bewegen. Die Entgasung ist bei hohen Schweissgeschwindigkeiten und schneller Schmelz badserstarrung nicht vollständig abgeschlossen und es kommt zum «Einfrieren» der Poren im Schweissgut. Die Quellen für Wasserstoff sind vielfältig, sie reichen von Feuchtigkeit in der Oxidschicht über falsche Brennerneigung bis hin zur Aufnahme von Luftfeuchtigkeit durch das Schutz gas-Schlauchmaterial. Generell ist das Porenproblem beim MIG-Schweissen grösser als beim WIG-Schweissen, da beim verhältnismässig ruhigen WIG-Prozess weniger feuchte Umgebungsluft in die Schutz gas-Atmosphäre gelangt. Grundsätzlich sind zur Porenvermei dung folgende Massnahmen wichtig: • Saubere und trockene Oberflächen von Grundwerkstoff und Zusatzmaterial • Vorbehandlung durch Schleifen, Bürsten, Beizen, Entfetten • Ruhiger Lichtbogen und ruhige Brennerführung • Turbulenzfreier Schutzgasstrom mit richtiger Dosierung und Reinheit • Gross dimensionierte und saubere Schutzgasdüse • Schlauchpaket kurz halten • Brenner mit geschlossenem Kühlsystem verwenden • Ausreichend lang Spülen vor dem Schweissen • Wurzelschutz vorsehen • Möglichst in Position PA oder PF schweissen • Schweisspositionen PC und PE vermeiden Beim Schweissen von Aluminiumwerkstoffen ist auf äus serste Sauberkeit am Arbeitsplatz, bei den Werkzeugen, Spannmitteln und Zusatzwerkstoffen zu achten. Eine Tren nung von anderen Arbeitsplätzen, an denen Baustahl oder hochlegierter Stahl verarbeitet wird, ist anzustreben, um Ver unreinigungen zu vermeiden Vorwärmen Das Vorwärmen von Aluminiumwerkstoffen ist immer dann erforderlich, wenn sich, trotz Einhaltung der richtigen Schweiss parameter und trotz Verwendung von heliumhaltigen Schutz gasen kein genügender Einbrand erzielen lässt. Die Vorwär mung kann mit Autogenbrennern bei leicht reduzierender Flammeneinstellung erfolgen. Ein Anwachsen der Oxidschicht kann durch Verwendung grosser Vorwärmbrenner verhindert werden. Um die gewährleisteten Werkstoffeigenschaften nicht zu gefährden, sind die Empfehlungen der Lieferwerke zu den Vorwärmtemperaturen und Haltezeiten zwingend einzu halten, Richtwerte für maximale Vorwärmtemperaturen sind nachfolgend aufgeführt. Werkstoff AIMgSi AISi1MgMn AISiMg AIZn4.5Mg1 AIMg4.5Mn0.7 AIMg3 T [°C] 180 200 220 – 250 140 150 – 200 150 – 200 T [mm] 60 10–30 10–30 30 10–20 10–20 Auswahl des Schweisszusatzwerkstoffes Die richtige Auswahl der Zusatzwerkstoffe ist für eine fachge rechte Schweissung wesentlich. In Tabelle 3 sind die Zusatz werkstoffe für die wichtigsten Legierungstypen aufgeführt. Auswahl des Schweissverfahrens Das MIG-Verfahren wird aus wirtschaftlichen Erwägungen immer mehr bevorzugt. Auch im dünneren Blechdickenbe reich hat sich die Impulsschweisstechnik grössere Anwen 21 Aluminium und seine Legierungen Abb. 6: Unterschiedliche elektrische Leitfähigkeit wirkt auf Einbrand und Nahtform Abb. 7: MIG-Schweissen von PKW-Achsbauteilen dungsfelder erschlossen. Bei sehr geringen Werkstückdicken, verminderter Zugänglichkeit oder höchsten Anforderungen an Oberfläche und Porensicherheit wird bevorzugt das WIG-Ver fahren eingesetzt. Weitere Verfahren sind in Anwendung und decken spezifische Bereiche ab. Grosse wirtschaftliche Be deutung und Verbreitung haben jedoch die Schutzgasverfah ren MIG- und WIG-Schweissen. MIG-Schweissen Das MIG-Schweissen ist vor allem bei grösseren Blechstärken ein wirtschaftliches Fügeverfahren. Bei Aluminiumwerkstof fen wird üblicherweise mit Gleichstrom und positiver Elektro denpolung geschweisst, damit die Oxidhaut zerstört und ein feiner Tropfenübergang erzielt wird. Ab ca. 4 mm Blechdicke wird im Sprühlichtbogen gearbeitet. Beim MIG-Impulsschweissen kann über verschiedene Pulspa rameter eine definierte Tropfengrösse und Ablösung erzielt und insgesamt die Wärmeeinbringung reduziert werden. Die typischen Parameter wie Pulsfrequenz, Grund-, und Impuls stromstärke, Zeitverlauf, Impulsstromform sind in weiten Be reichen wählbar. Sie ermöglichen bei richtiger Wahl einen kurz schlussfreien Werkstoffübergang mit einem stabilen Lichtbo gen und einem guten Nahtaussehen. Auch dünne Bleche können mit relativ dicker Drahtelektrode impulsgeschweisst werden. Die Impulstechnik führt ausserdem zu einer geringe ren Magnesium- und Zinkverdampfung und somit zu besseren metallurgischen Eigenschaften der Schweissnaht. Moderne Schweissgeräte verfügen zudem über spezielle Steuerungsprogramme, mit denen beispielsweise spritzer freies Lichtbogenzünden oder Endkraterauffüllen möglich ist. Eine intermittierende Drahtförderung zur Erzielung einer gleich mässigen Nahtschuppung gehört bei modernen Schweiss anlagen zum Stand der Technik. Zur Sicherstellung einer ein wandfreien und störungsfreien Drahtförderung ist zudem ein zusätzlicher Drahtantrieb im Brenner sinnvoll. Weitere techni sche Entwicklungen gehen in Richtung gepulstes MIG-Wech selstromschweissen, um den Bauteilverzug und die Spalt überbrückbarkeit speziell bei Dünnblechschweissungen zu optimieren. WIG-Schweissen Das WIG-Schweissen von Aluminium-Legierungen ist ein weit verbreitetes Standardverfahren. Es wird normalerweise mit 22 Wechselstrom geschweisst. Während der positiven Halbwelle wird die Aluminiumoxidschicht zerstört und während der ne gativen Halbwelle die Wolframelektrode weniger stark ther misch belastet. Während des Nulldurchgangs erlischt bei si nusförmigem Stromverlauf der Lichtbogen und muss über Hochfrequenz-Spannungsimpulse wieder gezündet werden. Moderne WIG-Stromquellen ermöglichen einen rechteckigen Stromverlauf und verhindern ein Verlöschen des Lichtbogens aufgrund des praktisch senkrechten Nulldurchgangs. Somit ist ein störungsfreies und gleichmässiges Schweissen gewähr leistet. Schutzgase für das MIG- und WIG-Schweissen Beim MIG-Schweissen von Al-Werkstoffen werden nur inerte Schutzgas-Gemische verwendet, da die zu verschweissenden Metalle keine aktiven Gasbestandteile vertragen. Mit Vorteil können jedoch zur Stabilisierung des MIG-Lichtbogens sehr geringe Mikrodotierungen von Sauerstoff oder Stickstoffmon oxid toleriert werden, welche noch keine schädlichen Ein flüsse auf den Werkstoff ausüben. Streng ausgelegt sind diese dotierten Gase nicht mehr als vollkommen inert anzusehen. Trotzdem hat es sich eingebürgert, weiterhin vom MIG-Ver fahren zu sprechen und nicht vom MAG-Schweissen. Als Basisschutzgas wird Argon verwendet, das sich als Edel gas absolut reaktionsfrei verhält und mit dem Grund- und Zu satzwerkstoff keinerlei chemische Reaktionen bewirkt. Es schützt die reaktionsfreudige Metallschmelze vor chemischen Wechselwirkungen mit Sauerstoff und Stickstoff. Argon ist re lativ leicht zu ionisieren und erleichtert somit die Lichtbogen zündung. Argon ist spezifisch schwerer als Luft und deckt die Schmelze beim Schweissen in Normalpositionen gut ab (s. Abb. 8). Ein weiteres beim MIG- und WIG-Schweissprozess verwen detes Gas ist Helium, das meist als Beimischung zu Argon eingesetzt wird. Es ist ebenso wie Argon völlig inert und geht keine chemischen Verbindungen ein. Helium zeichnet sich vor allem durch seine ausserordentlich gute Wärmeleitfähigkeit aus und verbessert so die Übertragung der Lichtbogenwärme auf das Schmelzbad. Hierdurch wird einerseits die Wärmeab fuhr bei gut leitenden Metallen wie Aluminium oder Kupfer kompensiert und andererseits ein besseres Schweissnahtbild erzeugt. Aluminium und seine Legierungen Fachbeitrag Da Helium ein sehr niedriges spezifisches Gewicht hat, ist für eine ausreichende Schmelzenabdeckung ein grösserer Volu menstrom notwendig. Die Ionisierungsenergie von Helium ist vergleichsweise hoch und erfordert eine höhere Schweiss spannung als Argon. Die Lichtbogenzündung wird mit zuneh mendem Heliumanteil im Schutzgas schwieriger (Abb. 9). In sehr geringen Dosierungen im ppm-Bereich können Sauer stoff- oder Stickstoffmonoxid-Beimischungen die Lichtbogen stabilität speziell beim Wechselstrom-WIG-Schweissen deut lich verbessern und werden häufig verwendet; Typische Schutzgase für das MIG- und WIG-Schweissen von Aluminiumlegierungen sind folgend aufgeführte Gase und Gasgemische: • 100% Ar technischer Reinheit (Argon 4.6) • 100% Ar hoher Reinheit (Argon 4.8) • Argon mit 275 ppm NO (MISON ®Ar) • Argon mit 10% He (VARIGON ®He 10) • Argon mit 20% Helium und 275 ppm NO (MISON ®He 20) • Argon mit 30% Helium und 300 ppm O2 (VARIGON®He 30 S) • Argon mit 50% He (VARIGON ®He 50) • Argon mit 60% He (VARIGON ®He 60) • Argon mit 70% He (VARIGON ®He 70) Diese Schutzgase eignen sich auch zum Schweissen von Kup fer- oder Nickelwerkstoffen. Für das MIG-Schweissen sind Kurz-, Sprüh- und Impulslichtbogen anwendbar. Besonders für weichere AIuminium-Zusatzwerkstoffe bietet der Impulslichtbogen entscheidende Vorteile durch den Ein satz von Drahtelektroden grösseren Durchmessers mit erhöh ter Förderstabilität. Der vergleichsweise heissere Lichtbogen der VARIGON ®He und VARIGON ®He S-Schutzgasgemische hat sich besonders für die gut wärmeleitenden Aluminiumund Kupferwerkstoffe bewährt. Magnesium und seine Legie rungen sind besser mit Schutzgasen ohne Helium zu schweis sen. Die Dotierung der inerten Gase führt beim Schutzgasschweis sen durch die verbesserte Lichtbogenstabilität zu einem gleich mässigen Nahtaussehen, feinerer Schuppung und einer deut Abb. 8: WIG-LB unter Argon lichen Spritzerreduktion. Zusätzlich können in Einzelfällen Ein brandverbesserungen nachgewiesen werden. Als Dotierungsstoffe dienen entweder 275 ppm Stickstoffmo noxid in MISON ®Ar und MISON ®He 20 oder 300 ppm Sauer stoff in der VARIGON ®S Reihe. Hinweise zur Helium-Anwendung Ein Helium-Anteil zum Argon verlangt bei gleicher Lichtbogen länge eine höhere Lichtbogenspannung. Helium im Schutzgas führt ausserdem zu einer breiteren und damit flacheren Naht. Der Einbrand ist nicht mehr «fingerförmig» wie bei Argon, son dern wird runder und tiefer. Die günstigeren Einbrandverhältnisse erleichtern das sichere Durchschweissen im Wurzelbereich (Abb. 10a-d) und erlau ben eine höhere Schweissgeschwindigkeit. Helium verbessert ausserdem die Entgasung des Schmelzbades und vermindert die Porosität. Häufig können höhere Schutzgaskosten durch kürzere Lichtbogenbrennzeiten und reduzierte Nacharbeits kosten kompensiert werden. Helium ist bedeutend leichter als Luft. Diese Eigenschaft muss sowohl bei der Messung des Durchflusses als auch beim Festlegen der Mindest-Schutzgasmenge berücksichtigt werden. Die Einstellung am Argon-Flowmeter erfolgt, indem die benötigte Schutzgasmenge durch den Korrektur-Faktor di vidiert wird. Korrekturwerte für Helium-haltige Schutzgase Schutzgas benötigte Gasmenge K-Faktor Argon MISON ®Ar 12–15 KLB 1.00 Argon MISON ®Ar 12–15 SLB, ILB 1.00 MISON ®He 20 18 l/min 1.12 VARIGON ®He 30 S 20 l/min 1.17 VARIGON ®He 50 28 l/min 1.35 VARIGON ®He 70 35 l/min 1.70 Einen Sonderfall (patentrechtlich geschützt) stellt das WIGGleichstrom-Schweissen mit minusgepolter Elektrode dar. Diese Verfahrensvariante benötigt ein Schutzgas mit mindes Abb. 9: WIG-LB unter Helium 23 Aluminium und seine Legierungen Fachbeitrag Zusammenfassung: Abb. 10 a: Argon, 280 A, 25 V Der Artikel behandelt die schweisstechnische Verarbeitung von Aluminium und seinen Legierungen. Neben einer Betrachtung der einzelnen Legierungsgruppen und ihrer Besonderheiten bzgl. Werkstoffeigenschaften zeigt er auch die Problembereiche der Riss- und Porenbil dung bei der Schweissung auf. Die Schweissverfahren werden in einem weiteren Themen block behandelt, ebenso wie die Zuordnung und Auswahl von Schweisszusätzen. Ein besonderer Abschnitt wird den einsetzbaren Gasen ge widmet, nicht ohne die wirtschaftlichen Vorteile speziell für eine Schweissaufgabe konzipierter Mischungen vorzustellen. Résumé Abb. 10b: Argon +30% He, 282 A, 27 V Abb. 10c: Ar+50% He, 285 A, 30 V Abb. 10d: Ar + 70% He, 285 A, 34 V tens 85% Helium und 15% Argon, sie wird vor allem im Be reich Instandsetzungsschweissen von Aluminium-Motorenge häusen eingesetzt und ermöglicht einen guten Einbrand an dickwandigen Bauteilen. 24 Mise an oeuvre par soudage de I‘aluminium L‘article traite de la mise an oeuvre par soudage de I‘aluminium et da ses alliages. En plus de considérations sur les divers groupes d‘alliages d‘aluminium et de leurs particularités, iI soulève aussi les problèmes de fissuration et da formation de porosités pouvant se produire lors du soudage. Un autre thème traite des procédés de soudage ainsi qua de I‘affectation et du choix des matériaux d‘apport de sou dage. Un chapitra est consacré plus particulièrement aux gaz utili sables et montre les avantages économiques que peuvent apporter des mélanges spécialement conçus pour une tâche précise. Literatur [1] Trube, S. Schutzgasschweissen von A-Z; Schutzgase für Aluminium bis Zirkon. Unveröffentlichter Bericht der Linde AG Höllriegelskreuth, 19 98 [2] Brune, E. Schweissschutzgase Technica 10/99 S.50–54 Rupperswil, 1999 [3] N.N. Schutzgasschweissen TIG und MIG von AluminiumWerkstoffen Bericht der Alusuisse AG Zürich, 1991 [4] Wesling, V. Schweisstechnik II Vorlesungsscript Institut für Schweisstechnik und abtragende Fertigungsverfahren Technische Universität Clausthal Clausthal, 2003 [5] Dorn, L. Schweissverhalten von Aluminium und seinen Legierungen Mat.-wiss. U. Werkstofftech. 29 S. 412–423 Weinheim, 1998 [6] Brune, E. Schweissen verbindet Schrift Fa. PanGas Dagmersellen, 2003 Der «forcierte» Fachbeitrag Lichtbogen EWM-forceArc ein kraftvolles Werkzeug zum MIG-/MAG-Schweissen Der Sprühlichtbogen ist ein in der Praxis vielfach genutzter Lichtbogen. Er tritt beim Metall-Schutzgasschweissen im obe ren Leistungsbereich unter inerten Gasen oder unter hochar gonhaltigen Mischgasen auf. Bis zum Ende der 80er Jahre enthielt DIN 1910-4 für den Sprühlichtbogen folgende Defini tion: «Der Werkstoffübergang ist feinsttropfig und kurzschluss frei.» Dies bedingte aber eine relativ grosse Lichtbogenlänge, also eine hohe Lichtbogenspannung, Abb. 2, was für einige Ar beiten in der Praxis ungünstig war, weil der Lichtbogen durch Blaswirkung leicht abzulenken war und auch Einbrandkerben oder Poren auftreten konnten. Ausserdem trat ein höherer Ab brand von Legierungselementen beim Schweissen auf. B. Budig, Mündersbach Erstveröffentlichung DVS Jahrbuch 2005 Abb. 2: Sprühlichtbogen unter Argon-O2-Gemisch. Hans-Ulrich Pomaska [1], einer der Pioniere der Schutzgas schweisstechnik, plädierte deshalb schon früh für den «kur zen, strammen Sprühlichtbogen». Er wurde mit etwas niedri gerer Spannung betrieben und war deshalb nicht mehr ganz kurzschlussfrei. Die Höhe und Dauer der Kurzschlüsse war aber so gering, so dass zwar Spannungseinbrüche zu verzeich nen waren, aber nur geringe Stromanstiege. Es trat dabei keine wesentliche Spritzerbildung auf, sondern höchstens ein leichtes Sprühen. Beim Schweissen hörte man statt des Rau schens ein knisterndes Geräusch. Abb. 1 zeigt die hierfür ty pischen zeitlichen Verläufe von Strom und Spannung. Diese Lichtbogenart setzte sich in der Praxis sehr schnell durch, so dass die Definition des Sprühlichtbogens in der oben zitierten Norm deshalb geändert wurde: «Der Werkstoff ist feinsttrop fig und praktisch kurzschlussfrei.» Eine weitere Verkürzung des Lichtbogens, also eine Senkung der Lichtbogenspannung, die aus schweisstechnischen Grün Abb. 1: Zeitlicher Verlauf von Strom und Spannung beim kurzen Sprühlichtbogen (schematisch). den in vielen Fällen wünschenswert gewesen wäre, war in der damaligen Zeit aber noch nicht möglich, weil dabei länger an dauernde Kurzschlüsse und verstärkte Spritzerbildung auftra ten. Erst durch die Invertertechnik und dank einer modernen digitalen Steuerung ist es möglich geworden, bei einem sehr kurzen Lichtbogen mit längeren Kurzschlussphasen schnell re gelnd in den Prozess einzugreifen. Der Strom wird beim Wie derzünden sehr schnell heruntergefahren bis die program mierte Lichtbogen-Sollspannung erreicht ist. Damit wird die Energie-Zeitfläche der Kurzschlussphase drastisch reduziert und die Spritzerbildung auf ein vertretbares Minimum be grenzt. Die neue Lichtbogenart, das Ergebnis eingehender Entwicklungsarbeiten, im Folgenden «EWM-forceArc» ge nannt, wird nachfolgend näher erläutert. Der «forcierte» Lichtbogen Abb. 3. Standbild aus einem Hochgeschwindigkeitsfilm. Durch weiteres Absenken der Lichtbogenspannung gegen über dem kurzen Sprühlicht bogen wird der Lichtbogen weiter verkürzt. Wie Abb. 3 anhand eines Standbildes aus einem Hochgeschwindigkeits film zeigt, brennt der Lichtbo gen in einer durch den Plasma druck entstehenden Schmelz badmulde. Es stellt sich dabei ein fein- bis mitteltropfiger Werk stoffübergang ein, bei dem die Tropfen sehr dicht aufeinander folgen. Bei einem solchen Über gang lässt es sich natürlich nicht vermeiden, dass die Trop fen zeitweilig untereinander 25 Der «forcierte» Lichtbogen und die ganze «Tropfenkette» mit dem Schmelzbad kurzzeitig Kontakt bekommen, so dass sich ein Kurzschlusszustand ein stellt, der ohne regelndes Eingreifen beim Wiederzünden zu verstärkter Spritzertätigkeit führen würde. Wie sich Strom stärke und Spannung bei einem länger andauernden Kurz schluss verhalten, kann man am besten anhand eines Kurz schlusszyklusses beim Kurzlichtbogenschweissen erläutern [2], weil dieser hier verfahrentypisch sehr ausgeprägt ist. Bei der Berührung des Tropfens mit dem Schmelzbad fällt zuerst die Spannung ab (Abb. 4), weil jetzt der Stoffwiderstand ge ringer ist, als der Widerstand vorher im Lichtbogen. Erst da nach beginnt der Strom bis auf die Kurzschlussstromstärke anzusteigen. Beim «forcierten» Sprühlichtbogen wird ein schädlicher Anstieg der Energie (Strom x Spannung x Zeit), der in diesem Leistungsbereich beim Wiederzünden zu starker Spritzerbildung führen würde, verhindert Bei konventionellen Stromquellen ist es nicht möglich, in der erforderlichen kurzen Zeit den Strom herunter zu fahren, da die Induktivität solcher Stromquellen ein schnelles Regeln des Stromes wegen der Masse des Transformators und der nach geschalteten Drossel nicht zulässt. Anders dagegen bei In verterstromquellen, denn hier ist die Induktivität elektronisch einstellbar und kann im Falle eines Kurzschlusses völlig aus geschaltet werden, so dass nur noch die Induktivität in den Schweissleitungen wirksam bleibt. Der Stromanstieg- und -abfall während der Kurzschlussphase und beim Wiederzün den des Lichtbogens kann deshalb sehr schnell ausgeregelt werden. Spritzer treten dabei nur geringfügig auf. Als Füh rungsgrösse für die Regelung bieten sich dazu der Spannungs einbruch und der Spannungsanstieg an. Dazu ist aber ein kontinuierliches Messen der Spannung mit entsprechendem Reagieren auf alle Spannungsänderungen notwendig (hochdy namische Momentanwertregelung). Abb. 5 zeigt am Beispiel des «EWM-forceArc»-Lichtbogens, wie auch bei kurzschluss behaftetem Werkstoffübergang ein Strom- und Spannungs verlauf ohne schädliche Spitzer erreicht werden kann. Die schnelle Regelung des Prozesses macht es auch möglich, mit einem längeren freien Drahtende zu schweissen, was sich bei behinderter Zugänglichkeit des Brenners zur Fuge positiv aus wirkt. Für ausreichenden Gasschutz muss dabei allerdings ge sorgt werden. Was der sehr kurze Sprühlichtbogen kann Abb. 4: Die einzelnen Phasen des Kurzlichtbogens; a) Kurzschluss, b) und c) Werkstoffübergang, d) Wiederzünden. Abb. 5: Strom- und Spannungsverlauf beim «EWM-forceArc»-Lichtbogen. 26 Die neue Lichtbogenart wird im oberen Leistungsbereich ein gesetzt, der bisher dem Sprüh- oder Langlichtbogen vorbehal ten war. Er zeichnet sich gegenüber dem normalen Sprühlicht bogen durch folgende Vorteile aus: • gutes Einbrandverhalten durch hohen Plasmadruck im Licht bogen • einfacheres Handling beim Handschweissen durch rich tungsstabilen Lichtbogen • keine Einbrandkerben aufgrund des sehr kurzen Lichtbo gens • höhere Wirtschaftlichkeit durch höhere Schweissgeschwin digkeit • bessere Nahtqualität hinsichtlich Wärmeeinflusszone und Verzug durch geringeres Wärmeeinbringen. Das bessere Einbrandverhalten zeigt sich unter anderem als Vorteil bei der Wurzelerfassung vor allem in engen und schma len Fugen. Abb. 6 zeigt im Vergleich Schliffbilder von Kehlnäh ten, mit dem normalen kurzen Sprühlichtbogen (rechts) und dem „forcierten“ Lichtbogen (links) in Position PB geschweisst, aus denen die genannten Vorteile hinsichtlich Einbrandverhal ten hervorgehen. Der Einbrand ist beim «EWM-forceArc»-Pro zess im Wurzelbereich schmaler, aber wesentlich tiefer als beim normalen Sprühlichtbogen Der «forcierte» Lichtbogen Drahtgeschwindigkeit Schweissstrom Schweissspannung Schutzgas EWM-forceArc Standard 12, 5 m/min 12,5 m/min 320 A 285 A 29,8V 31, 5 V Mischgas (Argon mit 10 % CO2) Gerätetechnik Zu einer neuen Lichtbogenart gehören natürlich auch moderne Schweissgeräte. Die Momentanwertregelung ist nur mit Inver terstromquellen und digitaler Messwerterfassung und -verar beitung möglich. Abb. 7 zeigt eine Schweissanlage, die für das «EWM-force-Arc»-Schweissen entwickelt wurde. Natürlich sind damit auch das normale MIG-/MAG-Schweissen sowie das MIG-/MAG-Impulsschweissen möglich, und auch das Lichtbogenhandschweissen sowie das WIG-Schweissen, da es sich um eine umschaltbare Universalanlage handelt. Anwendungsbereiche Für den neuen Lichtbogenbetriebszustand bieten sich vor allem Einsatzfelder im Maschinen- und Anlagenbau, im Fahr zeugbau, im Stahlbau, im Schiffbau, im Container-, Behälterund Apparatebau sowie in der Offshoretechnik. Erfahrungen liegen bis jetzt vor mit unlegierten, legierten und hochlegier ten Stählen, aber auch mit Aluminium und Aluminiumlegierun gen mit Wanddicken ab etwa > 5 mm. Die am häufigsten ver wendeten Drahtelektrodendurchmesser sind 1,0 und 1,2 mm bei Stahl und Chrom-Nickel-Stahl, 1,2 und 1,6 mm bei Alumi niumanwendungen. Als Schutzgase kommen entsprechend dem Grundwerkstoff inerte oder hochargonhaltige Mischgase zur Anwendung. Schrifttum [1] Pomaska, H.-U.: MAG-Schweissen – «Kein Buch mit sie ben Siegeln». Linde AG, Höllriegelskreuth 1989. Auslie ferung über Verlag und Druckerei G. J. Manz AG, Mün chen. [2] Killing, R. : Handbuch der Schweissverfahren Teil 1: Licht bogenschweissverfahren. Fachbuchreihe Schweisstech nik Band 76/I. 3., überarbeitete und erweiterte Auflage. DVS-Verlag, Düsseldorf 1999 Vor 50 Jahren Bild 6: Vergleich von Querschliffen; geschweisst in der Position PB, links: mit dem «forcierten» Lichtbogen, rechts: mit dem normalen kurzen Sprühlichtbogen. Bild 7: Schweissgerät PHOENIX 500 EXPERT PULS forceArc 27 X-Man-Story Fachbeitrag 28 X-Man-Story 29 X-Man-Story 30 X-Man-Story 31 Ein Inspektorat stellt sich vor Sind Sie sicher, dass…? Regeln der Technik • Ihre Mitarbeiter sicher arbeiten und genügend geschult sind? • Ihre Anlagen sicher sind und das auch bleiben? • Sie beim Schweissen und im Umgang mit Gasen Ihre Pflichten bzgl. Arbeits sicherheit erfüllen? Das Inspektorat SVS veröffentlicht Re geln der Technik, Informationsblätter und Anschläge. Gaskurs beim SVS Christoph Abert Leiter Inspektorat Das Inspektorat ist einer von drei Berei chen des SVS und als solcher akkredi tiert nach ISO/IEC 17020 als unabhän gige Inspektionsstelle des Typs A. Die Aufgaben des Inspektorats beste hen in der Förderung der Sicherheit in den Gebieten Schweisstechnik, Techni sche Gase und Gase im Medizinalbe reich. Die Akkreditierung dient als Nachweis der fachlichen und organisatorischen Kompetenz von höchster Stelle und zur Anerkennung als Fachorganisation im Sinne des Bundesgesetzes über die Un fallversicherung (UVG, SR 832.20), des Bundesgesetzes über die Sicherheit von technischen Einrichtungen und Geräten (STEG, SR 819.1) sowie der entspre chenden kantonalen Gesetzgebungen. Seit seiner Gründung (1911) beschäftigt sich der SVS intensiv mit Fragen der Ar beitssicherheit. Diese jahrzehntelangen Erfahrungen erlauben es uns, ein brei tes Spektrum an Dienstleistungen von diversen Weiterbildungskursen über Ex pertisen und Unfalluntersuchungen bis hin zu unseren Regeln der Technik SVS anzubieten. Weiterbildung Das Inspektorat bietet Kurse und Vor träge im SVS in Basel oder nach Wunsch in Ihrem Hause an. Unsere erfahrenen Referenten schulen Sie in den Berei chen Unfallverhütung, Explosions- und 32 Brandschutz, Arbeitssicherheit beim Schweissen, Schneiden und verwand ten Verfahren sowie beim Umgang mit Gasen. Zielgruppen für diese Weiterbildungen sind Personen, die: • Schweiss- oder andere Feuerarbeiten ausführen, • in der Schweisstechnik als Vorge setzte tätig sind, • in Betrieben oder Behörden für die Ar beitssicherheit zuständig sind, • als Instruktoren in Schulen und Lehr werkstätten fungieren, • im technischen Dienst von Spitälern und Schulen beschäftigt sind oder • in irgendeiner anderen Weise mit Gasen, Gasversorgungs- oder Gasver brauchsgeräten zu tun haben. Die praxisbezogenen Lektionen werden durch anschauliche Demonstrationen und Übungen ergänzt. Regeln der Technik Diese Dokumente beschreiben den Stand der Technik und ergänzen die Schweizer Gesetze, Verordnungen und Richtlinien. Sie ermöglichen den Arbeit gebern Ihren Verpflichtungen bezüglich Sicherheit der Angestellten und Anla gen nachzukommen. Mit einem Abonnement des Sammelord ners sichern Sie sich jederzeit den aktu ellen Stand. Gutachten Das Inspektorat SVS erstellt zuhanden der bewilligenden Behörden Gutachten über die Aufstellung von Gasdruckbe hältern und Installationen zum Lagern und Verteilen von Gasen. Diese Gutachten werden im Rahmen des Bewilligungsverfahrens zum Aufstellen und Betreiben von Druckbehältern ver fasst. Dabei wird beurteilt, ob der vorge sehene Standort und die unmittelbare Umgebung einen sicheren Betrieb ge währleisten und welche Massnahmen allenfalls noch getroffen werden müssen. Firmenkurs Arbeitssicherheit beim Schweissen Auf Wunsch kann eine abschliessende Prüfung durchgeführt werden. Das aktuelle Kursprogramm kann beim SVS kostenlos bezogen oder im Internet unter www.svsxass.ch > Inspektorat > Kurse abgerufen werden. Kryotanks für tiefkalt verflüssigte Gase Ein Inspektorat stellt sich vor Auf Anfrage stellen wir Vorgutachten über einen in Frage kommenden Stand ort aus. Das ermöglicht Ihnen bereits in der Projektphase alle notwendigen tech nischen und organisatorischen Mass nahmen zu berücksichtigen, um einen zukünftigen sicheren Betrieb zu gewähr leisten. Sie ersparen sich Kosten für nachträgliche Anpassungen und ge währleisten eine möglichst rasche Bear beitung der Bewilligung. Sicherheitsbeurteilungen Unsere Experten helfen Ihnen, Ihre An lagen und Arbeitsplätze bezüglich be stehender Risiken zu bewerten, schla gen angemessene Sicherheitsmassnah men vor und erstellen auf Wunsch darüber einen Bericht. Technische Gaszentrale Wir beurteilen sowohl Standard-Anwen dungen der Gas- und Schweisstechnik wie Gaslager, Gasversorgungssysteme, Prozessanlagen, Gasabfüllstationen oder Schweisswerkstätten als auch so ge nannte Exoten wie etwa eine Anlage, die mittels kleiner Gasexplosionen hilft, Fische zu vertreiben. Einmalige oder periodische Kontrollen in Ihrem Auftrag ermöglichen es Ihnen, die Installationen und Arbeitsplätze betreffend Arbeitssicherheit und Arbeitshygiene von neutraler Seite auditieren zu lassen. Die Kontrollintervalle legen wir zusam men mit Ihnen in Abhängigkeit des Risi kos (Wahrscheinlichkeit und Tragweite eines Ereignisses) fest. Viele Behörden, Spitäler, Schulen oder Privatbetriebe haben diesen Schritt zur Erfüllung Ihrer Arbeitgeberpflichten (ArG, SR 822.11) schon getan und lassen die Anlagen von uns regelmässig begutach Gasversorgung im Spital ten. Die Kontrollen erfolgen im Beisein des zuständigen, technischen Personals oder des Sicherheitsbeauftragten, um festgestellte Mängel und deren Behe bung direkt besprechen zu können. Inspektionen Unsere Inspektoren besuchen im Auf trag der SUVA stichprobenweise dem UVG unterstellte Betriebe. Sie kontrol lieren dabei die Installationen und Ge räte für das Schweissen, Schneiden und verwandte Verfahren sowie technische und medizinische Gaslager und zentrale Gasversorgungen auf ihre Betriebssicher heit und Einhaltung von Richtlinien, Nor men und Regeln der Technik. setzt werden, um z.B. technische Schutz assnahmen zu verbessern, Arbeits m methoden zu ändern oder Unfallrisiken zu ermitteln und zu beseitigen. Eine durch das Inspektorat SVS erstellte Expertise basiert auf dem aktuellen Stand der Technik, ist sachbezogen und neutral und umfasst sowohl technische, organisatorische als auch verhaltensbe dingte Mängel. Marktüberwachung Als Durchführungsorgan des Gesetzes über die Sicherheit von technischen Ein richtungen und Geräten (STEG) wachen wir darüber, dass in der Schweiz sichere Geräte zum Schweissen und für Gas anwendungen in Verkehr gebracht wer den. Dabei profitieren wir von einem interna tionalen Netzwerk zur Meldung fehler hafter Geräte. Wenn Sie den Verdacht haben, ein unsicheres Gerät auf dem Markt entdeckt zu haben, können Sie uns das melden. Unfalluntersuchungen und Expertisen Bei Unfällen mit Sach- und/oder Perso nenschaden führen wir Schadensanaly sen zur fachtechnischen Beurteilung durch. Typische Auftraggeber sind die SUVA oder andere Versicherungen, GerichtsVollzugsinstanzen, Behörden sowie Ar beitgeber gewerblicher und industrieller Betriebe. Die Expertise wird hauptsäch lich als technische Grundlage bei Ge richts- und Versicherungsfällen verwen det. Sie kann jedoch auch betriebsintern bei Schadensuntersuchungen einge Durch unsachgemässe Schneid arbeiten abgebranntes Hotel STEG-Kontrolle von Schweissgerät Schlussbetrachtung Sie sehen, das Arbeitsgebiet des In spektorats ist breit gefächert. Unsere Referenten und Inspektoren, allesamt Schweissfachmänner und Sicherheits fachleute, stehen Ihnen jederzeit gerne Rede und Antwort. Wir freuen uns, mit Ihnen zusammen Ihre spezifischen Auf gabenstellungen bezüglich Arbeitssi cherheit meistern zu dürfen. Nehmen Sie mit uns Kontakt auf: [email protected] Tel. +41 – 61 / 317 84 84 Fax +41 – 61 / 317 84 80 33 SVS – Vortrag des Monats Schweissrauchgrenzwerte – Herausforderung für Industrie und Handwerk Am 23. Februar 2006 fand in der Aula der Berufsschule Olten ein weiterer «Vortrag des Monats» des SVS statt, der auf reges Interesse stiess – das be legt die hohe Teilnehmerzahl und die ak tive Teilnahme der Anwesenden Abb. 1: Vortragssaal Olten Das Thema geht uns alle an, denn es betrifft unsere Gesundheit und die un serer Mitarbeiter. Markus A. Blättler, ein Referent der Schweizerischen Unfallverhütungsanstalt Suva, welche sich u.a. in der Prävention von Berufskrankheiten und Unfällen en gagiert, stand Rede und Antwort. Maximal zulässige Grenzwerte (MAK und KZGW) Das Suva-Merkblatt «Grenzwerte am Ar beitsplatz 2005» (SuvaPro 1903.d) gibt Auskunft über die zulässigen, maxima len Arbeitsplatzkonzentrationen (MAKWerte), die Kurzzeitgrenzwerte (KZGW) und die biologischen Arbeitsstofftole ranzen (BAT-Werte). Für ca. 1’000 che mische Arbeitsstoffe (insg. sind etwa 100‘000 Stoffe bekannt) stehen den Ärzten, Toxikologen und Arbeitshygieni kern der «Grenzwertkommission der suiss epro» ausreichende toxikologische Daten zur Verfügung, die es ihnen erlauben, Arbeitsplatzgrenzwerte festzulegen. Die meisten dieser Grenzwerte sind übri gens international harmonisiert. Schadstoffkonzentrationen beachten Mit der Messung der Ozon-Konzentra tion (siehe Grafik in Abb. 3) in einem Be trieb zeigte M. Blättler, dass zwar der MAK-Wert (Langzeitgrenzwert – grüner Balken) eingehalten, aber der Kurzzeit grenzwert insgesamt sechs Mal über schritten wurde (rote Balken). Hier musste der Arbeitgeber handeln. Die effizienteste Massnahme (einmal ab gesehen von der Vermeidung von Schad stoffen) besteht in der Absaugung der Schadstoffe möglichst nahe am Entste hungsort (Quellenabsaugung, wie z.B. eine brennerintegrierte Absaugung). Wann ist nun Schweissrauch beim Schweissen und seinen verwandten Verfahren gesundheitsschädlich? Pau schal konnte hier keine Aussage ge macht werden, da dies von vielen Fak toren wie den Schweissverfahren, den Grund- und Zusatzwerkstoffen, den Hilfs stoffen und auch möglichen Verunreini gungen abhängt. Aus diesem Grund wird in der Schweiz das System der Leitkom ponenten angewendet, welches die Ge fährlichkeit eines komplex zusammen gesetzten Schweissrauches anhand der Gesundheitsrisiken Anhand eines Animationsvideos (Auszug aus der Suva CD-ROM 99069.d «Be rufsbedingte Lungenkrankheiten») wur den die Möglichkeiten der Aufnahme schädlicher Stoffe durch den Körper auf gezeigt. Die meisten dieser Schadstoffe geraten über die Atemwege in unsere Lunge, setzen sich dort in den Lungenbläschen, den Alveolen, ab und können so zu akuten oder chronischen Krankheiten führen. Abb. 3: Messung der Ozon-Belastung Stoff Aktueller MAK-Wert Kurzzeitgrenzwert a-Staub 3,0 mg/m3 keiner Mangan 0,5 mg/m3 keiner 0,05 mg/m3 keiner Chrom(VI)-Ver bindungen 0,05 mg/m3 keiner Stickstoffdioxid 3,0 ml/m3 3,0 ml/m3 (1 x 15 min.) 0,1 ml/m3 0,1 ml/m3 (1 x 15 min.) Nickel Ozon Abb. 2: Eintrittspforte Atemweg 34 Tabelle 1: Die wichtigsten Leitkomponenten beim Schweissen und Schneiden SVS – Vortrag des Monats kritischsten Komponente(n) in der Pra xis zu beurteilen hilft. Aus der Praxis Beim Schweissen von un- und niedrig legierten sowie verzinkten Stählen steht vor allem die lungengängige Staubfrak tion, genauer der alveolengängige Staub (a-Staub), im Vordergrund. Da 2003 der entsprechende Grenzwert in der Schweiz von 6 auf 3 mg/m3 herabgesetzt wurde, müssen angemessene, technische Mass nahmen ergriffen werden, um diese Vor gabe sicher einhalten zu können. Wird Aluminium mit dem Metall-Inert gas-Prozess (MIG) geschweisst, so wird neben dem a-Staub auch der Ozon-Grenz wert mit 0,1 ml/m3 einbezogen. Bei Cr-Ni-Stählen, die MAG-geschweisst werden (Metall-Aktivgas-Prozess), sind als Leitkomponenten der a-Staub sowie der neue MAK-Wert für Nickelverbindun gen unlöslich zu berücksichtigen. Dieser Wert wurde 2005 von 0,5 auf 0,05 mg/m3 abgesenkt. Eine Auswertung von Mess daten der Suva zeigt, dass es beim Schweissen, thermischen Schneiden und Spritzen sowie beim Löten von NickelWerkstoffen und bei Anwendung dieser neuen Beurteilungsgrundlage in vielen Betrieben zu MAK-Wert-Überschreitun gen kommt. Bei der Einhaltung des neuen MAK-Wertes für Nickel unlöslich sind die Unternehmen besonders gefor dert. Sie finden weiterführende Anga ben im Merkblatt «Schweissen und Schneiden», SuvaPro 44053.d. Abschliessend würdigte M. Blättler die in der Vergangenheit erzielten Erfolge hinsichtlich Reduktion der Schweiss rauchbelastung an den Schweissarbeits plätzen, wies aber auch auf die neuen Erkenntnisse der Arbeitsmedizin und die herabgesetzten Grenzwerte hin. Im speziellen bei der Einhaltung des MAKWertes für Nickelverbindungen unlös lich sind die Unternehmen für die Um setzung der Vorschriften und für einen besseren Gesundheitsschutz gefordert. Die Suva bietet in diesem Zusammen hang ihre Unterstützung an. Die zitierten Dokumente können unter www.suva.ch/waswo bestellt werden. Christoph Abert, SVS MIG – leicht und schnell FastMIGTM …Schweissen wird einfacher Fast: (Definition von Kemppi) sich schnell bewegen, raschen Fortschritt bringen, seiner Zeit voraus sein. F.A.S.T -Formula Arc System Technology Fast MIG/MAGSchweissprozess, – FastMigTM John Frost / Sales and Marketing Director Kemppi (UK) Ltd Das Wort «FAST» (schnell) lässt uns an vieles denken. Kemppi hat – wie oben beschrieben – eine eigene Vorstellung davon. ‹FAST› bedeutet: schnell, rascher Fortschritt, Vorwärtskommen – und was könnte schneller sein, als der MIG/MAG- Schweissprozess bei der Verarbeitung von dicken Blechen. Auf der Internationalen Messe «Schweis sen & Schneiden» im September 2005 wurde ein Industrie-MIG/MAG-Schweiss gerät von Kemppi vorgestellt (Abb. 1), das auf der Basis eines neuen Techno logiekonzeptes, der Formula Arc SystemTechnologie (kurz FastMigTM ), entwickelt worden ist. Schweissen wird leichter Das Kemppi FastMig TM -Konzept vereint die neuesten Erkenntnisse des Konstruk tionsteams von Kemppi und integriert Abb. 1: Industrie MIG/MAG- Schweissgerät 35 MIG – leicht und schnell viele neue technische Lösungen, die nseren Kunden verbesserte Schweiss u leistung bieten – Schweissen wird erheb lich einfacher! FastMig TM ist ein modu lares Schweisssystem, das als MIG/ MAG-Modell (Basis/Synergie) erhältlich ist und viele technische Möglichkeiten bietet. Zum ersten Mal überhaupt bietet FastMig TM die Vorteile einer modernen Schweissstromquelle mit einem beein druckenden Preis-/Leistungsverhältnis, das sogar einfachen Industriegeräten Konkurrenz macht! Wenn Sie in neue MIG/ MAG-Schweissgeräte investieren wollen und Preis und Qualität für Sie gleich wichtig sind, dann ist Kemppi FastMigTM eine attraktive Option. Abb. 3: Dura TorqueTM-Drahtvorschubgerät schichtigen, strapazierfähigen und wie der verwertbaren Kunststoff konstru iert. Als Vorschubeinheiten werden die hervorragenden neuen DuraTorque TM Drahtvorschubmechaniken von Kemppi eingesetzt (Abb. 3), die mit einem ener giearmen, drehmomentstarken Motor, sowie mit abgeschlossenem Präzisions getriebe und -antrieb ausgestattet sind. Die FastMig TM -Basismodelle haben in nerhalb des Drahtvorschubgehäuses selbst keine Elektronik. Alle FastMigTM Modelle verfügen über grosse und übersichtliche digitale Anzeigen, die entweder an der Stromquelle oder am Drahtvorschubgehäuse montiert sind (Abb. 4). So können die Schweisspara Kühlpump enkonzept. Kemppis Hydro Cool TM -Pump entechnologie bietet 30 Prozent mehr Druckkapazität bei einer Gewichtsreduktion von 85 Prozent und erhöhter Lebensdauer. (Abb. 5) Ausser dem wurde der Wärmeverlust gesenkt und die Kühlflüssigkeit kann dank Druck ventilen nicht mehr in den Wassertank zurückfliessen. Abb. 5: Kemppi HydroCoolTM Pumpe Abb. 2: Steuergerät Durchdachter Einsatz von Technologie und Materialien Was bietet FastMig TM seinen Kunden tatsächlich? Zur FastMigTM -Serie gehö ren sechs unterschiedliche Stromquel len, darunter 300-, 400- und 500-A-Mo delle. Sie wiegen mindestens 70 Pro zent weniger und sind 10 Prozent leistungsstärker als vergleichbare her kömmliche stufengeschaltete Maschi nen. Alle Drahtvorschubeinheiten be finden sich in robusten Gehäusen mit modernem Design, wiegen weniger als 14 kg und sind in unterschiedlichen Aus führungen erhältlich. Für äusserst an spruchsvolle Arbeitsumgebungen beim Schweissen wurden Modelle aus zwei 36 Abb. 4: Einfache Bedienung am übersichtlichen Display meter sicher, genau und auch während des Schweissens eingestellt werden. Alle Modelle verfügen ausserdem über eine spezielle Soft-Zündung und eine Software zur Kugelentfernung am Drahtende, um die Spritzerneigung zu verringern und damit Reinigungszeiten nach dem Schweissen einzusparen. Die FastMig TM -Synergic-Modelle bieten zahl reiche Programme, die alle gängigen Kombinationen von Draht und Gas un terstützen. Synergic-Modelle können auch mit MMA, MIG/MAG-Lichtbo gen-Kontrollverfahren samt Kraterfüllund Heissstart-Funktionen geliefert werden. FastMig TM bietet ein neues Hydro-CoolTM wurde für den Einsatz von Ethanolmischungen konzipiert. Die Ma schinen wurden für das Kemppi ICS TM (Isolated Cooling System) entwickelt und konstruiert. Bei ICS TM werden sepa rate Luftströme für die Elektronik und das Leistungsteil erzeugt, wodurch die Verunreinigung der Stromquelle durch Schmutzpartikel reduziert wird. ICS TM verringert den Wartungsbedarf, senkt die Wartungskosten und verbessert die Zuverlässigkeit. Die Leerlaufspannung kann wahlweise auf 65 oder 28 Volt ein gestellt werden. Dies erlaubt den Ein satz in zahlreichen Arbeitsumgebungen, darunter auch im Bergbau. Die interne digitale Kommunikation ist 10x schneller als bei früheren Konstruktionen und er möglicht eine schnelle und dynamische Regelung, die das Schweissergebnis verbessert. FastMig TM bringt tatsächlich etwas Neues auf den MIG/MAG-Markt -‚F.A.S.T‘-Vorteile für Kunden bei allen Modellen. Echte Leistungssteigerung mit Technik von einem Hersteller, der Kundenwünsche ernst nimmt. Hannover Messe 2006 Einzigartige Präsentation industrieller Technologien: Zehn internationalen Leitmessen chen. Mit der Robotics World ist die Halle 17 der spezielle Treffpunkt zum Thema Robotik. Besucher aus allen Be reichen der Industrie haben hier die Möglichkeit, sich ausführlich über neuste Robotertechnologien und deren Einsatz möglichkeiten zu informieren. Das weltweit wichtigste Technologie ereignis der Industrie findet vom 24. bis 28. April 2006 in Hannover statt. Im Ver bund der HANNOVER MESSE 2006 präsentieren sich zehn führende interna tionale Leitmessen: INTERKAMA+ Internationale Leitmesse der Prozessautomation (Hallen 7–9, 11, 14–17) Industrial Building Automation Internationale Fachmesse für vernetzte Systeme der Gebäude- und Produktionsautomation (Hallen 11 und 12) Energy Internationale Leitmesse der erneuer baren und konventionellen Energie erzeugung, -versorgung, -übertragung und -verteilung (Hallen 11 bis 13) In den Hallen 11 bis 13 werden Techno logien über den gesamten Energiemix von konventionellen bis zu regenerati ven Energien abgebildet. Um der welt weiten Brisanz des Themas Energie nicht nur auf technischer, sondern auch auf wissenschaftlicher sowie ökonomi scher und politischer Ebene Rechnung zu tragen, findet im kommenden Jahr begleitend zur HANNOVER MESSE der erste «World Energy Dialogue» statt. Am 25. und 26. April diskutieren inter nationale Experten in neun Foren die technologischen, wirtschaftlichen und ökologischen Trends im weltweiten En ergiesystem. Pipeline Technology Die INTERKAMA+ zeigt Lösungen zu allen Aufgaben der Prozessautomation. Das hochkarätig besetzte INTERKAMA+Forum spiegelt die wachsende Bedeu tung der Vernetzung aller Unterneh mensbereiche wider – vom Feldgerät bis zur Unternehmensplanung. Factory Automation Internationale Leitmesse der Fertigungsautomation (Hallen 7–9, 11, 14–17) Die Factory Automation präsentiert zu kunftsweisende Entwicklungen der Fa brikautomation für alle Industriebran Fertigungs-; Prozess- und Industriege bäudeautomation greifen künftig noch mehr ineinander, und gerade hier wächst der Bedarf an vernetzten Systemen. Die neue Fachmesse Industrial Building Automation zeigt die zunehmende Vernetzung von industrieller Produktionsund Gebäudeautomation. Im Forum In dustrial Building Automation & Clean Production diskutieren Experten über aktuelle Themen und Trends der Auto matisierungstechnik für Industriegebäude und Produktionsanlagen sowie über die Expansion der Reinraumtechnik in neue Branchen und Anwendungsbereiche. Internationale Fachmesse für Planung, Bau, Betrieb und Automation von Rohrleitungs- und Kanalnetzen (Halle 6) 37 Hannover Messe 2006 Die neue Fachmesse Pipeline Technology präsentiert in Halle 6 Produktinnova tionen, Planungs-, Bau- und Mainte nance-Dienstleistungen aus allen Quer schnittstechnologien industrieller Rohr leitungssysteme und Kanalnetze. Subcontracting Internationale Leitmesse der Zulieferung von Werkstoffen, Komponenten und Systemen für den Fahrzeug, Maschinen- und Anlagenbau (Hallen 3 bis 6) Die Aussteller der Digital Factory prä sentieren Software und IT-Lösungen für die gesamte produzierende Industrie. Der Marktplatz im Zentrum der Halle 16 ist Treffpunkt für den Mittelstand und spiegelt das Gesamtangebot der Digital Factory wider. Auf vier Themeninseln vermitteln Fachleute die richtigen Kon takte zu den Beratungsschwerpunkten Konstruktion, Planung, Produktion und Service. nik, von der Optik bis zur Energietech nik. Auf der Sonderveranstaltung «Schau Platz NANO» werden Lösungen und Anwendungen für den Bereich Nano technologien gezeigt. Zu den weiteren Highlights gehören das «FORUM Micro Technology», der Gemeinschaftsstand «LASERTECHNOLOGY» und die Son derschau «Ultrapräzisionsfertigung». Industrial Facility Management &. Services Internationale Leitmesse für Industriedienstleistungen, Instandhaltung und Condition Monitoring (Halle 27) Research & Technology Innovationsmarkt für Forschung und Entwicklung (Halle 2) Die Subcontracting ist die internationale Leitmesse für die Zulieferindustrie. Ge zeigt werden die neusten Ideen und Tech nologien aus den Bereichen Materialien und Werkstoffe, Fertigung und Teile, Automotive Technologies, Systemzulie ferung und Engineering. Neu ist zudem der Ausstellungsschwerpunkt Fügetech nik in Halle 5. Digital Factory Internationale Leitmesse für integrierte Prozesse und IT-Lösungen (Halle 16) Die neue Leitmesse Industrial Facility Management & Services konzentriert sich ganz auf Angebote und Konzepte für den Wachstumsmarkt der Dienst leistungen im industriellen Umfeld. Auf dem Forum Facility Management – In dustrial Workplace der IFMA (Interna tional Facility Management Association) werden sowohl Beispiele aus der Praxis gezeigt als auch Erfahrungen aus unter schiedlichen Bereichen der industriellen Dienstleistungen diskutiert. MicroTechnology Internationale Leitmesse der angewandten Mikrosystem techniken und Nanotechnologien (Hallen 14 und 1 5) Die MicroTechnology präsentiert in den Hallen 14 und 15 ihre Innovationen für alle industriellen Bereiche, vom Anla genbau bis zur Medizin- und Lasertech 38 Der Innovationsmarkt Research & Tech nology ist die internationale Plattform für den weltweiten Technologietransfer im Dialog zwischen Wissenschaft und Wirtschaft. Highlights sind unter ande rem die Sonderveranstaltung «tech Hannover Messe 2006 transfer – Gateway2innovation», «MenschMaschine-lnteraktion», «BIONIK» sowie der Gemeinschaftsstand «Superconduc tingCity». der indischen Politik und Wirtschaft in Hannover erwartet. Begleitend zum En gagement Indiens auf der HANNOVER MESSE 2006 ist ein breites politisches und kulturelles Rahmenprogramm ge plant. Weitere Informationen zum gesamten Programm, zu den einzelnen Veranstal tungen und Themen der HANNOVER MESSE sind im Internet unter www. hannovermesse.de zu finden. Partnerland Indien Mit Indien stellt sich einer der wachs tumsstärksten Zukunftsmärkte als Part nerland der nächsten HANNOVER MESSE vor. In Halle 6 werden sich zahlreiche in dische Unternehmen als Aussteller des Partnerlandes auf dem weltweit wich tigsten Technologieereignis der Industrie in Hannover vorstellen. Schwerpunkte der Präsentation Indiens liegen voraus sichtlich bei den Themen Energie, indus trielle Zulieferung und Automotive. Be suchern und Ausstellern bietet die HANNOVER MESSE 2006 somit das optimale Umfeld für den intensiven bila teralen Kontakt zur indischen Wirtschaft. Hierzu werden namhafte Vertreter aus 3M Speedglas on the road – 3M Speedglas on the road – Arbeitsschutz für Schweisser hautnah erleben Vom 5. bis 26. April 2006 ist die mobile Ausstellung von 3M an rund fünfundzwanzig Standorten in der Schweiz. Der Besucher erfährt Wissenswertes über den Schutz vor Schweissrauch, lernt Aufbau und Funktionsweise der Speedglas Atemschutzsysteme kennen und kann die Geräte gleich vor Ort testen. Die mit dem Fachhandel organisierte Roadshow richtet sich an Schweisser, Sicherheitsbeauftragte und Entschei dungsträger in Einkauf und Produktion. Das Ausstellungsprogramm umfasst Speedglas Schweisshelme, Atemschutz masken und Adflo Gebläse-Atemschutz. Gehörschutz und Schutzbrillen runden das Programm ab. Die Schweisshelme zeichnen sich durch Weitblick und Schnelligkeit aus. Das grosse Sichtfens ter und getönte Seitenfenster erlauben Blickfreiheit von 180 Grad und schon in nert 0,1 Millisekunden nach dem Zün den des Lichtbogens schaltet der Filter auf Dunkel – eine bestechende Reak tionszeit. Der detaillierte Einsatzplan der Roads how ist erhältlich bei: 3M (Schweiz) AG Telefon 044 724 92 21. Rüschlikon, im März 2006 39 95. Jahresversammlung des SVS Einladung zur 95. Jahresversammlung des SVS Mittwoch, 31. Mai 2006 Schaffhausen – Park Casino Donnerstag, 1. Juni 2006 Schaffhausen – Park Casino 13h30 Eintreffen der Teilnehmer (Kaffee) 14h00 4 Fachreferate unter dem Thema: «Die Hochschulen als Dienstleister für die Mittel ständische Industrie» 17h30 Ende der Fachreferate 17h45 Die Region stellt sich vor 20h00 Nachtessen im Hotel «Rüden» 08h00 Empfang mit Kaffee und Gipfeli 09h00 Begrüssung durch Stadtpräsident Marcel Wenger 09h30 FHS als Wegbereiter für KMU – Am Beispiel der Hochschule für Technik, Rapperswil – Prof. Dr. Ing. Hanspeter Gysin 10h15 Kaffeepause 10h45 95. Ordentliche Jahresver sammlung Anträge aus Mitgliederkreisen zuhanden der Mitgliederversammlung müssen, um auf die Traktandenliste gesetzt werden zu können, mindes tens sechs Wochen vor der Versamm lung dem Vorstand schriftlich und be gründet eingereicht werden. 11h30 Aperitif 12h30 Mittagessen 14h30 Werksbesichtigungen ca. 17h00 Ende 1. Wahl der Stimmenzähler 2. Protokoll der 94. Jahresversamm lung vom 2. Juni 2005 3. Jahresbericht 2005 4. Erfolgsrechnung und Bilanz per 31.12.2005 5. Décharge-Erteilung 6. SVS-Mitgliederbeiträge 7. Wahlen 8. Diverses Japan ruft Japan ruft Berufsmeisterschaften 2006/2007 2006 ist es wieder soweit, der Schwei zerische Verein für Schweisstechnik führt die Schweizer Meisterschaft im Schweis sen durch und offeriert dem Gewinner die Teilnahme an den internationalen Be rufsweltmeisterschaften 2007 in Japan. Für diese Meisterschaft suchen wir junge Schweisser (Jg. 1985 oder jünger), die geübt sind im MAG-, TIG- und Elektro denschweissen. An die Teilnehmer wer den folgende Anforderungen gestellt: • der/die Kandidat/in darf im Wettbe werbsjahr der Weltmeisterschaft (2007) nicht älter als 22 Jahre sein (Jahrgang 1985 oder jünger) 40 • überdurchschnittliche fachliche Quali fikation in mehreren Schweissverfah ren (TIG/MAG/E) • hohes Qualitätsbewusstsein • überdurchschnittliche Kompetenz be züglich Arbeitsmethodik, Selbständig keit, Flexibilität • ein hohes Mass an Selbstvertrauen, Durchsetzungsvermögen und Gelas senheit Informationen: [email protected] Kursprogramm Schweisstechnik/Soudure, Heft Nr. 02/2006 Kursprogramm Einführungskurse Mitglieder Andere E, Lichtbogenhandschweissen 5 Tage 14.08.– 18.08.2006 Basel CHF 850.– CHF 1‘000.– G, Gasschweissen 5 Tage 04.09.– 08.09.2006 Basel CHF 800.– CHF 950.– MSG, Metall-Schutzgasschweissen 5 Tage 5 Tage 24.04.– 28.04.2006 12.06.– 16.06.2006 Basel Basel CHF 1 ‘050.– CHF 1‘050.– CHF 1‘200.– CHF 1‘200.– WSG, Wolfram-Schutzgasschweissen 5 Tage 5 Tage 29.05.– 02.06.2006 04.09.– 08.09.2006 Basel Basel CHF 1 ‘050.– CHF 1‘050.– CHF 1‘200.– CHF 1‘200.– CHF 1‘600.– Weiterbildungskurse als Vorbereitung zur Schweisserprüfung E, Lichtbogenhandschweissen 9 Tage 14.08.– 24.08.2006 Basel CHF 1‘450.– G, Gasschweissen 9 Tage 08.05.– 18.05.2006 Basel CHF 1‘300.– CHF 1‘500.– MSG, Metall-Schutzgasschweissen 9 Tage 9 Tage 21.08.– 31.08.2006 02.10. – 12.10.2006 Basel Basel CHF 1 ‘750.– CHF 1‘750.– CHF 1‘900.– CHF 1‘900.– WSG, Wolfram-Schutzgasschweissen 9 Tage 9 Tage 19.06.– 29.06.2006 Basel 18.09.– 28.09.2006 Basel CHF 1 ‘750.– CHF 1‘750.– CHF 1‘900.– CHF 1‘900.– Aluminiumschweissen TIG Weiterbildung 9 Tage 13.11. – 23.11.2006 Basel CHF 2‘000.– CHF 2‘300.– Aluminiumschweissen MIG Weiterbildung 9 Tage 21.08.– 31.08.2006 Basel CHF 2‘000.– CHF 2‘300.– Firmenkurse Individuelle Schweisskurse oder Sonderkurse zur Aus- und Weiterbildung nach Ihren Wünschen, in Ihrem Hause oder beim SVS, offerieren wir gerne. Schweisserprüfungen 10.04.– 13.04.2006 02.05.– 05.05.2006 Während dieser Daten kann ein beliebiger Tag für die Schweisserprüfung ausgewählt werden. Basel Sonderkurse Löten (Einführungskurs) 2 Tage 19.09.– 20.09.2006 CHF 450.– CHF 550.– Grundlagen im praktischen Schweissen 3 Tage 22.05.– 24.05.2006 Basel CHF 600.– CHF 600.– Beurteilen von RT-Filmen (Einführungskurs) 3 Tage 12.06.– 14.06.2006 Basel CHF 1‘050.– CHF 1‘300.– Schweissfachmann/-fachfrau Grundlagenausbildung 5 Tage 15.05.– 19.05.2006 Basel Schweisstechn. Praxis 10 Tage 16.10. – 27.10.2006 Basel pro Verf.: Sonderverf.: Hauptkurs Teil 1 10 Tage 18.09.– 29.09.2006 Basel Hauptkurs Teil 2 10 Tage 13.11. – 24.11.2006 Basel Theoretische Prüfung 2 Tage 05.03.– 06.03.2007 Basel ohne Dipl.: alle CHF 1‘100.– CHF 345.– CHF 520.– CHF 4‘400.– CHF 1‘030.– Arbeitssicherheit / Sécurité au travail / Sicurezza sul lavoro Hygiene und Unfallverhütung beim Schweissen (Preise jeweils inkl. Mittagessen) Kurs D 5041 Basel CHF 190.– CHF 190.– Sicherheit im Umgang mit technischen und medizinischen Gasen (Grundkurs) Kurs D 5035 07. September 2006 Basel 24. Oktober 2006 CHF 190.– CHF 190.– Hygiene, Unfall- und Brandverhütung beim Schweissen Kurs D 5006 16. November 2006 CHF 190.– CHF 190.– Basel Sécurité lors de l‘utilisation des gaz techniques et médicaux (Cours de base) Cours F 5035 18 mai 2006 Yverdon-les-bains CHF 190.– (repas de midi inclus) Comportement des bouteilles de gaz dans les incendies Cours F 5041 1er juin 2006 Yverdon-les-bains CHF 190.– (repas de midi inclus) Sicurezza nell‘imiego di gas tecnici e medicinali (corso base) Corso I 5035 28 aprile 2006 Gordola CHF 190.– (pasto incluso) Igiene e prevenzione degli infortuni nei lavori di saldatura (corso base) Corso I 5006 5 maggio 2006 Gordola CHF 190.– (pasto incluso) 41 Normen Neue Normen – Februar 2006 Normtyp Nr EN 352-5/A1 2005 Gehörschützer – Sicherheitstechnische Anforderungen und Prüfungen – Teil 5: Kapselgehörschützer mit aktiver Geräuschkompensation EN 1440 2005 Flüssiggas-Geräte und Ausrüstungsteile – Ortsbewegliche wiederbefüllbare geschweisste Flaschen aus Stahl für Flüssiggas (LPG) – Wiederkehrende Prüfung SN EN 1993-1-10 2005 SIA 263.010:2005 – Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten. Teil 1-10: Stahlsortenauswahl im Hinblick auf Bruchzähigkeit und Eigenschaften in Dickenrichtung SN EN 1993-1-9 2005 SIA 263.009:2005 – Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten – Teil 1-9: Ermüdung SN EN 1993-1-8 2005 SIA 263.008:2005 – Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten – Teil 1-8: Bemessung von Anschlüssen SN EN 1993-1-1 2005 SIA 263.001:2005 – Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten – Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau EN ISO 2560 2005 Schweisszusätze – Umhüllte Stabelektroden zum Lichtbogenhandschweissen von unlegierten Stählen und Feinkornstählen – Einteilung EN ISO 3834-5 2005 Qualitätsanforderungen für das Schmelzschweissen von metallischen Werkstoffen – Teil 5: Dokumente, deren Anforderungen erfüllt werden müssen, um die Überein stimmung mit den Anforderungen nach ISO 3834-2, ISO 3834-3 oder ISO 3834-4 nachzuweisen EN ISO 3834-4 2005 Qualitätsanforderungen für das Schmelzschweissen von metallischen Werkstoffen – Teil 4: Elementare Qualitätsanforderungen EN ISO 3834-3 2005 Qualitätsanforderungen für das Schmelzschweissen von metallischen Werkstoffen – Teil 3: Standard-Qualitätsanforderungen EN ISO 3834-2 2005 Qualitätsanforderungen für das Schmelzschweissen von metallischen Werkstoffen – Teil 2: Umfassende Qualitätsanforderungen EN ISO 3834-1 2005 Qualitätsanforderungen für das Schmelzschweissen von metallischen Werkstoffen – Teil 1: Kriterien für die Auswahl der geeigneten Stufe der Qualitätsanforderungen EN ISO 4545-1 2005 Metallische Werkstoffe . Härteprüfung nach Knoop – Teil 1: Prüfverfahren EN ISO 6506-1 2005 Metallische Werkstoffe . Härteprüfung nach Brinell – Teil 1: Prüfverfahren EN ISO 6507-1 2005 Metallische Werkstoffe . Härteprüfung nach Vickers – Teil 1: Prüfverfahren EN ISO 6508-1 2005 Metallische Werkstoffe . Härteprüfung nach Rockwell – Teil 1: Prüfverfahren (Skalen A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T) EN ISO 10042 2005 Schweissen – Lichtbogenschweissverbindungen an Aluminium und seinen Legierungen. Bewertungsgruppen von Unregelmässigkeiten EN 12252 2005 Flüssiggas-Geräte und Ausrüstungsteile – Ausrüstung von Strassentankwagen für Flüssiggas (LPG) SN EN 13445-5 2006 Unbefeuerte Druckbehälter – Teil 5: Inspektion und Prüfung SN EN 13445-4 2006 Unbefeuerte Druckbehälter – Teil 4: Herstellung SN EN 13445-3 2006 Unbefeuerte Druckbehälter – Teil 3: Konstruktion SN EN 13445-2 2006 Unbefeuerte Druckbehälter – Teil 2: Werkstoffe SN EN 13445-1 Unbefeuerte Druckbehälter – Teil 1: Allgemeines EN ISO 14172/AC 2005 42 Ausgabe 2006 Bezeichnung Schweisszusätze – Umhüllte Stabelektroden zum Lichtbogenhandschweissen von Nickel und Nickellegierungen – Einteilung Normen EN 14767 2005 Flüssiggas-Geräte und Ausrüstungsteile – Ortsbewegliche wiederbefüllbare Flaschen aus Verbundwerkstoffen für Flüssiggas (LPG) – Wiederkehrende Prüfung EN 14795 2005 Flüssiggas-Geräte und Ausrüstungsteile – Ortsbewegliche, wiederbefüllbare Flaschen aus Aluminium für Flüssiggas (LPG) – Wiederkehrende Prüfung EN 14841 2005 Flüssiggas-Geräte und Ausrüstungsteile – Entleerungsverfahren für Eisenbahnkessel wagen für Flüssiggas (LPG) EN ISO 18274/AC 2005 Schweisszusätze – Massivdrähte, -bänder und -stäbe zum Schmelzschweissen von Nickel und Nickellegierungen – Einteilung CEN ISO/TR20173 2005 Schweissen – Werkstoffgruppeneinteilung – Amerikanische Werkstoffe CEN ISO/TR20174 2005 Schweissen – Werkstoffgruppeneinteilung – Japanische Werkstoffe Normen-Entwürfe – Februar 2006 Normtyp Nr. Ausgabe Bezeichnung prEN 9455-17 2005 Flussmittel zum Weichlöten – Prüfverfahren – Teil 17: Bestimmung des Widerstandes der Oberflächenisolierung, Kammprüfung und elektrochemische Migrationsprüfung von Flussmittelrückständen prEN 10088-4 2005 Nichtrostende Stähle – Teil 4: Technische Lieferbedingungen für Blech und Band aus korrosionsbeständigen Stählen für das Bauwesen prEN 14638-3 2005 Ortsbewegliche Gasflaschen – Wiederbefüllbare geschweisste Gefässe mit einem Fassungsraum von nicht mehr als 150 Liter – Teil 3: Flaschen aus geschweisstem Kohlenstoffstahl, ausgelegt nach experimentellen Verfahren EN ISO 15614-1/ 2005 prA1 Anforderungen und Qualifizierung von Schweissverfahren für metallische Werkstoffe – Schweissverfahrensprüfung – Teil 1: Lichtbogen- und Gasschweissen von Stählen und Lichtbogenschweissen von Nickel und Nickellegierungen prEN ISO 18276 Schweisszusätze – Fülldrahtelektroden zum Metall-Schutzgasschweissen mit und ohne Schutzgas von hochfesten Stählen – Einteilung 2005 Zurückgezogene Normen – Februar 2006 Normtyp Nr. Ausgabe SN ENV 1991-2-4 1995 SIA V160.006:1995 Eurocode1: Grundlagen der Tragwerksplanung und Einwirkungen auf Tragwerke – Teil2-4: Einwirkungen auf Tragwerke – Einwirkung von Wind SN ENV 1991-2-6 1999 SIA V160.008:1999 Eurocode 1: Grundlagen der Tragwerksplanung und Einwirkungen auf Tragwerke – Teil2-6: Einwirkungen auf Tragwerke – Einwirkungen während der Ausführung SN ENV 1993-1-1 1993 SIA V161.001:1993 Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten; Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln, Bemessungsregeln für den Hochbau SN EN 13445-1 Unbefeuerte Druckbehälter – Teil 1: Allgemeines SN EN 13445-2 2004 Unbefeuerte Druckbehälter – Teil 2: Werkstoffe SN EN 13445-3 2004 Unbefeuerte Druckbehälter – Teil 3: Konstruktion SN EN 13445-4 2004 Unbefeuerte Druckbehälter – Teil 4: Herstellung SN EN 13445-5 2004 Unbefeuerte Druckbehälter – Teil 5: Inspektion und Prüfung 2004 Bezeichnung 43 Impressum / Veranstaltungskalder / Vorschau IMPRESSUM Herausgeber: Schweizerischer Verein für Schweisstechnik St. Alban-Rheinweg 222 CH-4052 Basel Tel: +41 61 317 84 84 Fax:+41 61 317 84 80 [email protected] Chefredaktor: Horst Moritz Bachtobelstrasse 9 CH-8106 Adlikon Tel./Fax: +41 44 841 06 44 Mobil: +41 79 544 55 20 [email protected] Redaktion: M.W. Form Westfalen Gas Schweiz GmbH R. Girardier Sulzer Innotec U. Hadrian Schweizerischer Verein für Schweisstechnik M. Hereth ORBITEC Schweiz GmbH R. Smolin Böhler-Thyssen Schweisstechnik AG Dr. V. Stingelin Vandoeuvres Anzeigen: Schweizerischer Verein für Schweisstechnik Nadja Heikkinen Tel. +41 61 317 84 17 Fax.+41 61 317 84 80 [email protected] Produktion: Gremper AG Kasernenstrasse 32 Postfach CH-4005 Basel Veranstaltungskalender Datum/Zeit Ort 24.4.–28.4.2006 Hannover Veranstaltung Hannover Messe 2006 09.05.06 Basel 18:30 Uhr Thermisches Spritzen – Erfa Gruppe TS3: Verschleissschutz – Beschichtung von Stabilisatoren für ein Ölbohrgestänge – Rudolf Gubler, Soudoforma 31.05.–01.06.06 Jahresversammlung des SVS Schaffhausen 28.06.–30.06.06 Santiago de Compstella 6th Eurojoin und EWF General Assembly 27.08.–02.09.06 Québec IIW/IIS – the 59th Annual Assembly of the International Institute of Welding 12.9.2006 Bad Krozingen 18.00 Uhr Thermisches Spritzen – Erfa Gruppe TS3: Moderne Spritztechnik bei OBZ D. Grasme, OBZ, Bad Krozingen (D) Fahrgemeinschaft ab SVS nach Vereinbarung 20.–22.9.2006 Große Schweißtechnische Tagung 2006 / DVS Aachen 17.10.2006 Basel 18.30 Uhr Thermisches Spritzen – Erfa Gruppe TS3: Korrosionsmechanismen und Korrosionstests bei thermisch gespritzten Schichten Felix Ernst, IOT Aachen (D) 21.11.2006 Basel 18.30 Uhr Thermisches Spritzen – Erfa Gruppe TS3: Versiegelung von thermisch gespritzten Schichten Thomas Weibel, Eposint AG, Pfyn (CH) 13.2.2007 Basel 18.30 Uhr Thermisches Spritzen – Erfa Gruppe TS3: Potenzial-Messung mit Easy-Pen auf thermisch gespritzten Schichten Markus Büchler, SGK, Zürich (CH) 24.4.2007 Basel Thermisches Spritzen – Erfa Gruppe TS3: Hochtemperaturkorrosionsschutz Dr. Hans-Peter Bossmann, Alstom Power Baden (CH) 19.–21.6.2007 Aachen 8. Internationales Kolloquium Hart- und Hochtemperaturlöten und Diffusionsschweißen 16.–19.9.2007 Basel (Switzerland) Große Schweißtechnische Tagung 2007, 16.–18.9.2007 Roboter 2007, 18./19.9.2007 Kunststoff-Fügen 2007, 19.9.2007 Forum Automatisierung, 16. – 19.9.2007 Forum Forschung, 16. – 19.9.2007 Auskunft: Schweizerischer Verein für Schweisstechnik St. Alban Rheinweg 222, 4052 Basel. Tel. 061 3178484, Fax 061 3178480 Vorschau auf Ausgabe 03 / 2006: Aus der Industrie Innovationen, High lights, Wirtschaftsdaten und Produktneuheiten Fachbeiträge Korrosionsschäden; Cladding an Kesselrohrwänden; Holz schweissen – eine neue Technologie, X-Man Story Berichte Werkstofftechnik beim SVS; Kurzberichte; Mitteilungen Die nächste Ausgabe erscheint am 15. Mai 2006 Auflage: Total 2000 Exemplare Abonnenten 1138 44 Haftungsausschluss Der SVS hat keine Kontrolle oder dergleichen über Ausführung oder Nichtausführung, Fehlinterpretationen, richtige oder falsche Anwendung jeglicher Informationen oder Empfehlungen, die in den Veröffentlichungen enthalten sind. Daher schliesst der SVS und seine Mitglieder jegliche Gewährleistung im Zusammenhang damit aus.