Schweißkantenvorbereitung mit Fräsring

Fräsen einer Kehle mit dem Schweißnahtwurzelöffner.

Fräsen ist ein spanabhebendes Fertigungsverfahren und üblicherweise nur in Verbindung mit speziellen Werkzeugmaschinen bekannt. Es ist zunächst kaum vorstellbar, dass die dabei auftretenden Kräfte von Hand beherrscht werden können. Die vollständig aus Hartmetall gefertigten Fräsringe weisen jedoch einen negativen Spanwinkel sowie eine spezielle Zahngeometrie auf, wodurch sich das Werkzeug niemals verhaken kann und sogar mit deutlich geringerem Kraftaufwand als beim Schleifen zu führen ist.

Die Fräsringe von Mig Weld sind in den Durchmessern 70, 116 und 125 mm verfügbar und können mit den im Set mitgelieferten Aufnahmen auf handelsüblichen Winkelschleifern montiert werden. Die Ringgeometrie ist einer herkömmlichen Fächerscheibe angepasst, wodurch ein äquivalenter Einsatz möglich wird. Es können sowohl elektrische als auch pneumatische Maschinen verwendet werden, wobei die Drehzahl für 116 und 125 mm Ringe zwischen 10.000 und 12.000 U/min liegen sollte und für die 70 mm Ringe bei 20.000 U/min. Die Maschinen sollten eine Leistung von mindestens 1.500 Watt aufweisen. Speziell geeignet sind die Turbinenwinkelschleifer mit einer Leistung von mehr als 2.000 Watt, bei gleichzeitig sehr geringer Lärmentwicklung.

Die Investition in die Anschaffung eines Fräsringes amortisiert sich in wenigen Monaten. Hier der Kostenvergleich Schleifen – Fräsen.

Hauptaugenmerk Werkstoff Aluminium

Ein häufiges Anwendungsgebiet der Fräsringe liegt in der Schweißtechnik in Verbindung mit dem Werkstoff Aluminium. Hier kommt es bei der Schweißkantenvorbereitung oder bei der Ausarbeitung von Schweißwurzeln mit herkömmlichen Schleifmitteln zum Verschmieren des Werkstoffes, zum raschen Zusetzen der Schleifmittel und Einschlüssen von Schleifkörnern oder Bindemittel. Dies führt beim nachträglichen Schweißen zu Schweißfehlern wie z. B. Poren oder Rissen. Dementsprechend ist laut dem DVS-Merkblatt 0913-3 die Verwendung von kunststoffgebundenen Schleifscheiben für Aluminium ausgeschlossen.

Fräsringe bieten in diesen Fällen eine grundlegende Verbesserung. Während des Fräsvorganges werden Poren, Einschlüsse oder Risse für den Anwender unmittelbar sichtbar und die Bearbeitung kann solange fortgesetzt werden bis die Nahtstelle rein ist. Einschlüsse aus dem Werkzeug können nicht auftreten. Die Arbeit des Schweißers wird speziell durch den doppelseitigen Fräsring, auch Schweißnahtwurzelöffner genannt, erleichtert. Dieser kann für das Ausarbeiten von Stumpf- und Kehlnähten eingesetzt werden, während der einseitige Fräsring bei der Schweißkantenanarbeitung oder beim Einebnen von Schweißnähten verwendet wird.

Ein weiteres Anwendungsgebiet liegt in der Gießereiindustrie zum Putzen von Gussstücken, wobei speziell bei Aluminium, Magnesium, Kupfer und Titan erstaunliche Ergebnisse erzielt werden. Die Abtragsrate bzw. das Zeitspanvolumen eines Fräsringes liegt bereits bei einem Kraftaufwand, der dem Eigengewicht der Maschine entspricht, so hoch wie es beim Schleifen nur mit max. Drücken möglich ist. Wenn mit einem hohen Kraftaufwand (40 N) gefräst wird, dann entspricht die Abtragsleistung sogar etwa dem 3- bis 4-fachen einer herkömmlichen Schleifscheibe. Auch beim Fräsen von Kunststoff ist die dabei entstehende glatte Oberfläche ein erheblicher Vorteil. Das Werkstück erwärmt sich durch den Fräsvorgang nicht, der sonst gefürchtete Schleifbrand bleibt aus.

Profil eines doppelseitigen Fräsringes mit 116 mm.

Kurze Amortisationszeit und lange Lebensdauer

Die Investition in die Anschaffung eines Fräsringes amortisiert sich laut Mig Weld in wenigen Monaten. Ein neuer Fräsring kann mehrere hundert Stunden ohne weiteren Wartungsaufwand verwendet werden und kann dann beim Hersteller bis zu sieben Mal nachgeschliffen werden. Somit ergibt sich eine Gesamtlebensdauer von weit über 1.000 Stunden. Dadurch ersetzt ein einziger Fräsring ohne Weiteres 5.000 herkömmliche Fächerscheiben, wodurch sich in Summe wesentlich geringere Werkzeugkosten ergeben.

Damit verbunden sind auch die eingesparten Werkzeugwechselkosten, die Verbesserung der Qualität und nicht zuletzt der Arbeitssicherheit. Während beim Schleifen lungengängiger Feinstaub entsteht, der mit aufwändiger Lüftungstechnik erfasst werden muss, entstehen beim Fräsen nur Späne. Diese sind völlig unbedenklich und können ohne Aufwand recycelt werden. Speziell bei Aluminium verursacht Schleifstaub auch häufig Explosionen in Absaugeinrichtungen – beim Fräsen stellt dies keinerlei Gefahr dar.

Während beim Schleifen lungengängiger Feinstaub entsteht, entstehen beim Fräsen nur Späne.

Weniger Abfall – höherer Schutz

Selbst am Ende der Lebensdauer eines Fräsringes kann dieser der Wiederverwertung zugeführt werden, wodurch keinerlei Müll entsteht. Beim Schleifen hingegen verbleiben tausende von verschlissenen Scheiben als Abfall und Berge von Schleifstaub, der nicht nur gesundheitlich problematisch ist sondern in Werkshallen mit Werkzeugmaschinen einen erheblichen Verschleißfaktor auf Führungen darstellt.

Die Sicherheit der Verwendung von Frässcheiben am Handwinkelschleifer wurde durch die MPA-Hannover mit dem Zertifikat Z-13225/14 entsprechend der EN 847-1 nachgewiesen. Eine Klangprüfung des Ringes vor dem Aufspannen, eine entsprechende Schutzhaube, Handschuhe und eine Schutzbrille sind für die Verwendung der Fräsringe ausreichend. Auf Atemschutz kann vollständig verzichtet werden.

Mehr Wirtschaftlichkeit, Qualität und Arbeitssicherheit

Obwohl Fräsringe erst seit kurzem am Markt sind, haben sich bereits mehrere führende Aluminiumverarbeiter aus dem Bereich der Schienen- und Nutzfahrzeuge, dem Behälter- und Apparatebau, der Wehrtechnik, dem Schiffbau und der Gießereiindustrie für den Einsatz von Fräsringen entschieden. Durch den Einsatz von als Zubehör erhältlichen Frässchlitten können Schweißnähte präzise und wirtschaftlich eingeebnet werden.