anwenderreportage

Unterpulver-Schweißen für das Herzstück

Walzenhersteller Hamm setzt auf Automationslösungen und Schweißzusätze von Oerlikon: Jede Walze für den Asphalt- und Erdbau ist immer nur so gut wie seine Bandage – der Walzenmantel. Sie ist das Herzstück der Maschine und bestimmt maßgeblich die Verdichtungsqualität. Ihre Fertigung ist Präzisionsarbeit, die hohe Anforderungen an den Schweißprozess stellt. Rundheit, Oberflächengüte und Härte der Schweißnaht müssen selbst bei „dicken“ Blechstärken und hohen Stückzahlen zuverlässig erzeugt werden. Aus diesem Grund setzt Hamm seit mehr als zehn Jahren auf Produkte von Oerlikon, in Österreich vertreten durch Weld-Tec. Ihr Erfolgsrezept: Die optimale Kombination aus automatisierten Unterpulver-Schweißanlagen und den dazugehörigen Schweißzusatzwerkstoffen.

Die Längsnähte der Bandagenrohlinge werden im Unterpulverschweißverfahren verschweißt und danach die Ronden eingesetzt. (Bilder: Oerlikon)

Die Längsnähte der Bandagenrohlinge werden im Unterpulverschweißverfahren verschweißt und danach die Ronden eingesetzt. (Bilder: Oerlikon)

Shortcut

Aufgabenstellung:
qualitativ hochwertigen Schweißergebnisse in der Bandagenfertigung.

Lösung:
Automatisierte Unterpulver-Schweißanlagen mit dazugehörigen Schweißzusatzwerkstoffen von Oerlikon.

Nutzen:
Höchste metallurgische und mechanisch-technologische Güte der Schweißnähte.

Im oberpfälzischen Tirschenreuth, dem Sitz der Hamm AG, befindet sich die modernste Walzenfabrik der Welt. Hier fertigen 950 Mitarbeiter rund 9.000 Maschinen pro Jahr. Das Portfolio umfasst Walzenzüge sowie Tandem- und Gummiradwalzen für den Straßen- und Erdbau. Mit einem Weltmarktanteil von 20 % ist das Unternehmen damit die Nummer eins im Weltmarkt. Antriebsmotor dieser wirtschaftlichen Entwicklung ist vor allem die Innovationskraft des Unternehmens. So revolutionierten die Oberpfälzer beispielsweise vor 35 Jahren mit der Oszillation die Verdichtungstechnik. Heute besitzt jede fünfte Tandemwalze, die das Werk in Tirschenreuth verlässt, eine Oszillationsbandage.

Hamm setzt seit mehr als zehn Jahren auf automatisierte UP-Schweißanlagen von Oerlikon.

Hamm setzt seit mehr als zehn Jahren auf automatisierte UP-Schweißanlagen von Oerlikon.

Günter Kolberg
Leiter Bandagenwerk bei Hamm.

„Für uns ist das Herzstück jeder Maschine die Bandage. Ihre Beschaffenheit bestimmt maßgeblich die Verdichtungsqualität der Fahrbahn. Entscheidend ist, dass die Härte der Schweißnaht der Härte des Grundmaterials entspricht, damit ein gleichbleibender Abrieb der Walzen und deren Verschleiß gewährleistet sind.“

Erfolgsfaktor Produktqualität

Um Großprojekte zu stemmen, müssen die Hamm-Produkte einiges leisten. Aus diesem Grund sind moderne Walzen wahre Hightech-Produkte, die nicht nur ein hohes Maß an Leistung, Funktionalität und Sicherheit bieten, sondern zugleich auch benutzerfreundlich und ergonomisch gestaltet sind. Eine hohe Produktqualität ist unerlässlich, um bei den unterschiedlichsten Anwendungen konstante Leistung und Qualität abzuliefern. Die Walzenbandage spielt dabei eine besondere Rolle, wie Günter Kolberg, Leiter Bandagenwerk bei Hamm, berichtet: „Für uns ist das Herzstück jeder Maschine die Bandage. Ihre Beschaffenheit bestimmt maßgeblich die Verdichtungsqualität der Fahrbahn – das gilt insbesondere im Asphaltbau.“ Die Verarbeitung und die Oberflächengüte des Walzmantels (Bandage), sind ausschlaggebenden Faktoren für eine hohe Oberflächenqualität der Fahrbahn.

Im Tirschenreuther Bandagenwerk vertraut man deshalb seit mehr als zehn Jahren auf Automationslösungen und Schweißzusätze der Oerlikon Schweißtechnik GmbH. Dort entstehen in CNC-gesteuerten 4-Walzen-Rundbiegemaschinen die Bandagenrohlinge aus flachen Blechen. Anschließend werden die Längsnähte im Unterpulverschweißverfahren (UP) verschweißt und danach die Ronden in die Bandagenrohlinge eingesetzt. Im nächsten Schritt verbinden autonome Schweißroboter im Schutzgasschweißverfahren mit 13 bzw. 15 Achsen die Ronden mit den Bandagenkörpern. Für jede einzelne Bandage werden in einem vollautomatischen Bohrwerk bis zu 100 Bohrungen und Passungen gefertigt, Planflächen gefräst und Gewinde geschnitten. Mit der anschließenden Montage der Vibrations- und Fahrantriebe sowie der Lackierung mit einem schützenden Farbauftrag sind die Bandagen komplett und werden im Montagewerk in die Walzen verbaut.

Die Oerlikon-Technologie sorgt für einen tiefen Einbrand sowie eine hohe metallurgische und mechanisch-technologische Güte der Schweißnaht.

Die Oerlikon-Technologie sorgt für einen tiefen Einbrand sowie eine hohe metallurgische und mechanisch-technologische Güte der Schweißnaht.

Durch die Verbindung aus Oerlikon-Fülldrahtelektroden und Schweißpulver entsteht eine Schweißnaht, die nahezu genauso hart ist wie das Grundmaterial.

Durch die Verbindung aus Oerlikon-Fülldrahtelektroden und Schweißpulver entsteht eine Schweißnaht, die nahezu genauso hart ist wie das Grundmaterial.

Infos zum Anwender

Die Hamm AG ist ein über 900 Mitarbeiter fassendes Unternehmen der Wirtgen Group, einem international tätigen Unternehmensverbund der Baumaschinenindustrie. Hamm hat mehr als 125 Jahre Erfahrung in Entwicklung und Produktion von Walzen für den Erd- und Straßenbau.
www.hamm.eu

(Bild: Hamm AG)

UP-Schweißen für robuste Bandagen

Für das Verschweißen der flachen Bleche zu Bandagenrohlingen verwendet Hamm gleich mehrere Schweißautomationslösungen von Oerlikon. Im Bandagenwerk stehen u. a. zwei stationäre UP-Schweißanlagen, die mit einer Starmatic 1303 DC Stromquelle und einem autonomen UP-Kopf ausgestattet sind. Hinzu kommt eine kleinere Version der Schweißanlage mit einem Megatrac 6 Schweißtraktor. Dieser ist speziell auf hohe Beanspruchungen ausgelegt und aufgrund seiner kompakten Bauweise besonders für schwierig handhabbare Werkstücke auf engem Raum geeignet.

Gesteuert werden die UP-Schweißanlagen von anwenderfreundlichen Subarc 5 und Subarc 3C Schweißsteuerungen. Mithilfe einer Draht-/Werkstück-Kurzschlusserkennung und entsprechender Anzeige minimieren sie im manuellen Drahtvorschubmodus die mechanische Belastung der Schweißkopfhalterung. Der dazugehörige Schweißautomat, der auf die Stromquelle montiert wird, steuert die Schweißzykluszeiten. Für die Fertigung von Kleinbandagen setzt Hamm eine Gyrmatic 500 Rundschweißanlage ein. Mit der Zuverlässigkeit der Schweißanlagen ist Hamm seit Inbetriebnahme voll zufrieden: „Die Verfügbarkeit der Oerlikon-Maschinen liegt bei nahezu 100 %, und das obwohl wir im Dreischichtbetrieb arbeiten, was eine dauerhaft hohe Belastung für die Maschinen darstellt“, sagt Kolberg.

Für Hamm ist das UP-Schweißverfahren zum Verschweißen der Bleche aus wirtschaftlicher und qualitativer Hinsicht optimal: Dank kürzerer Schweißzeiten und einer hohen Einschaltdauer werden unterbrechungsfrei lange Schweißnähte erzeugt. Das führt zu kürzeren Nebenzeiten und geringeren Schweißkosten. Zudem sorgt der vergleichsweise einfache Verfahrensablauf für einen tiefen Einbrand, sowie eine hohe metallurgische und mechanisch-technologische Güte der Schweißnaht. Wie wichtig die Qualität der Schweißnaht ist, erklärt Kolberg: „Entscheidend ist, dass die Härten der Schweißnaht und die der Wärmeeinflusszone der Härte des Grundmaterials entsprechen, damit ein gleichbleibender Abrieb der Walzen und deren Verschleiß optimal gewährleistet sind.“

Der Megatrac 6 Schweißtraktor ist speziell für hohe Beanspruchungen und besonders schwierig handhabbare Werkstücke auf engem Raum geeignet.

Der Megatrac 6 Schweißtraktor ist speziell für hohe Beanspruchungen und besonders schwierig handhabbare Werkstücke auf engem Raum geeignet.

Höchste Qualität im Erdbau: Die VC-Walzenzüge von Hamm brechen Gestein und verdichten es im selben Arbeitsgang. (Bilder: Oerlikon und Hamm)

Höchste Qualität im Erdbau: Die VC-Walzenzüge von Hamm brechen Gestein und verdichten es im selben Arbeitsgang. (Bilder: Oerlikon und Hamm)

Optimale Abstimmung der Zusatzwerkstoffe

Um konstant zuverlässige Schweißergebnisse zu erzielen, verwendet Hamm verschiedene Schweißdrähte und entsprechendes Schweißpulver von Oerlikon. Letzteres ist ein agglomeriertes, aluminat-basisches Pulver, das vielseitig für das Schweißen von allgemeinen und feinkörnigen Baustählen sowie Kessel- und Rohrstählen geeignet ist. In Kombination eignen sich die Zusätze insbesondere für Mehrlagenschweißungen, wie sie Hamm durchführt. „Nur durch diese Verbindung aus Draht und Pulver unter Berücksichtigung ganz bestimmter Schweißparameter erhalten wir die gewünschte Härte“, sagt Kolberg. Die aufeinander abgestimmten Oerlikon-Schweißzusätze sorgen dabei nicht nur für eine optimale Schweißnaht, sondern verhindern auch Nahtrisse infolge von Wasserstoffversprödung durch die Einlagerung von Wasserstoff in das Metallgitter.

Diese effiziente und präzise Verschweißung der Bandagenrohlinge wirkt sich zudem positiv auf die weiteren Arbeitsschritte aus. „Unser Schweißprozess ist so ausgeklügelt, dass die Bandagen in einem schnellen Durchlauf eine optimale Rundheit praktisch ohne Verzug erreichen“, betont Kolberg. Bei den 45-mm-Blechen, die in mehreren Lagen geschweißt werden, erreicht Hamm eine Rundheit von 1 bis 2 mm. Das erleichtert das anschließende Einsetzen der Ronde ungemein. Selbiges gilt für die Anbaukomponenten, die nach dem Schweißen problemlos in einen Spalt von 0,5 bis 1 mm montiert werden können.

Günter Kolberg, Leiter Bandagenwerk bei der Hamm AG.

Günter Kolberg, Leiter Bandagenwerk bei der Hamm AG.

Walzen für den Straßen- und Erdbau: Das Produktportfolio der Hamm AG.

Walzen für den Straßen- und Erdbau: Das Produktportfolio der Hamm AG.

Dank kürzerer Schweißzeiten und einer hohen Einschaltdauer werden im UP-Verfahren lange Schweißnähte unterbrechungsfrei erzeugt.

Dank kürzerer Schweißzeiten und einer hohen Einschaltdauer werden im UP-Verfahren lange Schweißnähte unterbrechungsfrei erzeugt.

Fruchtbare Zusammenarbeit

Die qualitativ hochwertigen Ergebnisse in der Bandagenfertigung sind nicht zuletzt auf die von Beginn an partnerschaftliche Zusammenarbeit zwischen den beiden Unternehmen zurückzuführen. „Basierend auf unseren technischen Zeichnungen hat uns Oerlikon speziell auf das betreffende Teilespektrum angepasste Lösungen geliefert“, sagt Kolberg. Er hebt dabei besonders die Kooperation mit den Schweißingenieuren der Oerlikon-Anwendungstechnik hervor, die in ihrer Form einzigartig unter den Anbietern von Schweißtechnik sei: „Ausgewählte Werkstücke wurden im Vorfeld in Eisenberg geschweißt und mithilfe von Spektralanalyse, Schliffbild und Zugversuchen auf Herz und Nieren untersucht.“

Auch Hamm selbst führt Tests an den Bandagen durch, bei denen insbesondere die Härte an jedem einzelnen Punkt der Schweißnaht überprüft wird. Die positiven Ergebnisse daraus decken sich mit denen der Oerlikon-Anwendungstechnik. Darüber hinaus sei es laut Kolberg wichtig, jederzeit einen kompetenten Ansprechpartner zu haben, die dem Walzenhersteller auch über die Inbetriebnahme hinaus zur Seite stehen.

Hamm vertraut auch in Zukunft auf Oerlikon und investiert in weitere Schweißlösungen des Eisenberger Unternehmens. Im Rahmen einer Erweiterungsinvestition in Höhe von EUR 30 Mio., die bereits Mitte vergangenen Jahres angelaufen ist, wird u. a. das Tirschenreuther Bandagenwerk um 3.600 m² erweitert. „Wir werden das Bandagenwerk räumlich spiegeln und für die neue Fläche dieselben Oerlikon-Maschinen zusätzlich anschaffen“, erklärt Kolberg. Nach Abschluss der Werkserweiterung wird Hamm Kapazitäten für die Fertigung von 12.000 Maschinen jährlich haben.

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