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Thursday, September 19, 2013, Messe Forum 11:00 AM Fügen im Stahlbau I |
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Wirtschaftliches UP-Quer-Schweißen an größeren Blechdicken in der Offshorestruktur-und Schiffsköperendmontage |
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Knuth-Michael Henkel / Universität Rostock, Lehrstuhl Fügetechnik, Deutschland Andreas Gericke* / Fraunhofer AGP, Deutschland Rigo Peters/ SLV M-V, Deutschland |
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Die Fertigungsprozesse in der Offshore- und Schiffbauindustrie erfordern häufig Schweißungen in Querposition (PC). Diese werden derzeit fast ausschließlich durch mechanisierte MSG-Prozesse ausgeführt. Bezeichnend dafür sind Rundnähte großen Durchmessers mit Materialstärken bis 120mm bei der Produktion von Offshore-Gründungsstrukturen, welche fertigungsablaufbedingt nicht mehr in Wannenposition geschweißt werden können und durch lange Fertigungszeiten hohe Kosten erzeugen. Das sich durch hohe Nahtqualitäten und Abschmelzleistung auszeichnende UP-Schweißen in PC wird derzeit lediglich im Tank- und Behälterbau eingesetzt, hochproduktive Mehrdrahtvarianten kommen kaum zur Anwendung. Führungs- und Trägersysteme für die Anlagentechnik sind außerdem derzeit nur für zylindrische Bauteilkonturen verfügbar und erfordern oberseitig meist freie Kanten zum Einhängen. Ziel eines Forschungsprojektes und des Fraunhofer AGP und SLV Mecklenburg-Vorpommern ist die Qualifizierung einer hochproduktiven UP-Verfahrensvariante in Querposition mit kompakter Führungs- und Geräteträgertechnik zur Verkürzung der Durchlaufzeiten auf teuren Endmontagebauplätzen. Dafür wird eine gewichtsreduzierte Anlagentechnik für das UP-Mehrdrahtschweißen konstruiert, welche an einer flexiblen Magnetschiene an der zu schweißenden Fuge entlanggeführt wird. Das Eigengewicht der Anlage beträgt ca. 100kg. Der Schweißdraht wird auf Spulen mitgeführt oder kann auf großen, vom Führungssystem zur Gewichtsreduktion entkoppelten, Spulenkörpern zugeführt werden. Ein hitzebeständiges Pulverband hält das Pulver an der Fuge, welches über eine Absaugung dem Prozess wieder zugeführt wird. Zur prozess- und parameterseitigen Validierung wurden zunächst verschiedene UP-Versuchsschweißungen an S355 G9+M und GL A24 (S=13 bis 60mm) in unterschiedlichen Verfahrensvarianten (Eindraht-, Twin-, Tandem-, und Tandem-Twin-Schweißung), Draht-Pulver-Kombinationen, Schweißkopfausrichtungen, Nahtwinkeln durchgeführt und mechanisch-technologischen Prüfungen unterzogen. Der Lagenaufbau wurde für eine sichere und störungsfreie Raupenfolge angepasst und schafft in der Decklage eine glatte Nahtoberfläche. Besondere Aufmerksamkeit wird den Möglichkeiten der Pulverzufuhr in den Wurzelbereich der Fuge durch mechanische Fördersysteme (Pulverpflug, Förderschnecke) gewidmet. Die bisherigen verfahrenstechnischen Untersuchungen verliefen positiv, Umsetzungen der Ergebnisse mit den beteiligten Industrieanwendern aus dem Offshore-Windkraftanlagenbau und der Schiffskörperendmontage sind vorgesehen. |