Kraftstoffeffizienz steigern: Aluminiumschweißen für Schwerlast-LKW

Hersteller von Over-the-Road-Fahrzeugen (OTR oder Fernverkehrs-LKW) und in geringerem Maße PKW-Hersteller verbessern Kraftstoffverbrauch und reduzieren Fahrzeuggewicht durch Aluminium. Das Fügen von Rahmen, Aufliegern und anderen Aluminiumkomponenten erfordert Schweißen – und es gibt wichtige Unterschiede zwischen dem robotergestützten Schweißen von Stahl- und Aluminiumbauteilen.

Die Herausforderungen beim robotergestützten Aluminiumschweißen sind nicht unbedingt schwieriger als bei Stahl; sie sind schlicht anders. Beispielsweise ist Stahlschweißdraht ziemlich hart und steif, während Aluminiumschweißdraht weicher und schwieriger in einen robotergesteuerten Lichtbogen zu fördern ist. Es ist entscheidend, das Drahtzufuhrsystem des Schweißroboters genau zu prüfen sowie die verschiedenen Drahtvorschubeinheiten und Brenner – sogenannte Push-Pull-Brenner. Als Unternehmen, das eng mit Schweißgeräteherstellern zusammenarbeitet, beobachten wir, dass immer mehr von ihnen ihr Portfolio für das robotergestützte Push-Pull-Schweißen von Aluminium erweitern.

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Zwar lässt sich das Werkzeugende eines für Stahlschweiße konfigurierten Roboters auf Aluminiumschweißen umrüsten, doch sind einige Aspekte zu beachten. Erstens verfügen Brenner und Zuführsysteme für Aluminiumschweißen oft über mehr Prozesseigenschaften wie unterschiedliche Pulsschemata, die das Schweißen mit Aluminiumdraht (niedrigere Schmelztemperatur als Stahl) verbessern und Spritzer reduzieren. Zweitens können Stromquellenhersteller nun einen Doppelpuls erzeugen, der eine Welle in der Naht erzeugt – das macht Aluminiumschweißnähte optisch ansprechender. Diese Pulsparameter-Steuerung haben wir in unsere Roboter integriert.

Eine weitere Überlegung beim Wechsel zum Aluminiumschweißen ist das Verständnis der verschiedenen Legierungskonfigurationen; diese beeinflussen Festigkeit und Eigenschaften der Schweißnaht sowie die Schweißbarkeit. Als weltweit führender Anbieter von Schweißrobotern können wir Feedback zur Machbarkeit und den Auswirkungen des Schweißens mit verschiedenen Legierungen geben.

Beispielsweise erfordert das Schweißen eines Stahl-Anhängerrahmens eine bestimmte Nahtlänge. Steigt ein Anhängerhersteller auf Aluminium um, wird der Rahmen wahrscheinlich zusätzliche Nahtlänge und eine andere Verteilung der Schweißnähte benötigen. Aufgrund der Dichte der erforderlichen Schweißpositionen könnten wir Sieben-Achsen- oder Langarmroboter empfehlen, um die Produktivität in einem ähnlichen Footprint wie beim Stahlschweißen zu maximieren. So verhindert man, dass die Produktionslinie sich streckt, da mehr Schweißnähte für die erforderliche Festigkeit nötig sind.

Der Schlüssel liegt darin, vorab zu verstehen, welchen Einfluss der Wechsel vom Stahl- zum Aluminiumschweißen auf die Produktionslinie hat. In manchen Fällen erfordert der Erhalt des Durchsatzes den Einsatz mehrerer Roboter oder einfach eine Neupositionierung der Roboter für engeres Zusammenarbeiten. Yaskawa kann mehrere Roboter von einem einzigen Controller/Teach-Pendant steuern, was die Absicherung vereinfacht und Software zur Kollisionsvermeidung zwischen Robotern beinhaltet.

Menschen mit umfangreicher Stahlschweißerfahrung könnten ihre Produktionslinie betrachten und einen relativ einfachen Wechsel zu Aluminium annehmen, aber Aluminiumschweißen ist ein anderes Spiel mit veränderten Regeln, die regeln:

• Ausrüstungswahl, insbesondere Stromquelle, Brenner und Zuführsystem
• Bearbeitung der Schweißnaht, die bei Lichtbogenstart und -ende länger dauern kann
• Schweißgeschwindigkeiten, die mit Aluminium manchmal schneller sind als mit Stahl

Leichtbau geht um Effizienz und Gewinn. Gehen Sie mit einem studierten Ansatz den Wechsel vom Stahl- zum Aluminiumschweißen an, damit Ihre Produktions- und Prozessänderungen so effizient und profitabel sind wie Ihr Endziel: leichtere LKW und Auflieger, die mehr Fracht transportieren.