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| Abstract No.: |
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Scheduled at:
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Tuesday, September 06, 2022, Raum Hesse 5:00 PM
Optimierte Schweißtechnik für beste Ergebnisse
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Vollmechanisiertes Schweißen großvolumiger Nähte mit den Methoden der additiven Fertigung – „FormWeldAM“
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| Authors: |
Steffen Keitel / SLV Halle GmbH, Deutschland
Falk Häschel / Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt Halle GmbH, Deutschland
Georg Trensch/ Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt Halle GmbH, Deutschland
Jörg Müglitz*/ SoMaRo GmbH, Deutschland
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| Abstract: |
Das Verbindungsschweißen von Stahlbauteilen mit Wandstärken von 40 bis 100 mm ist im Bereich des Stahlbrückenbaus, des schweren Maschinen- oder Schiffbaus gängige Praxis. Die vergleichsweise großen Toleranzen bei der Nahtvorbereitung durch autogenes Brennschneiden, eine hohe geforderte Abschmelzleistung und variable Schweißpositionen machen das MSG-Mehrlagenschweißen zum bevorzugt eingesetzten Schweißverfahren. Die hohen Bauteilgewichte und -abmaße sowie variable Nahtfugen lassen dabei kein Handling mit Positionierern oder Drehkippeinrichtungen für das vollmechanisierte Schweißen zu. Daher werden die Schweißnähte aufwendig in Strichraupentechnik handgeschweißt. In der vorliegenden Arbeit werden dickwandige Verbindungsschweißungen durch den Einsatz von einfachen und kostengünstigen Kinematiken und additiven Bewegungsmuster vollmechanisiert ausgeführt. Damit sollen die extremen Arbeitsbelastungen für die Schweißer reduziert sowie Effizienz und Qualität gesteigert werden. Um diese Maßgaben zu erreichen, werden zunächst Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) Kleinroboter eingesetzt. Es werden basierend auf den CAD Daten der zu schweißenden Bauteile verschiedene additive Bewegungsmuster in einem CAM Programm geplant und anschließend simuliert, um im Vorfeld theoretische Kollisionen durch Bahnplanungsfehler auszuschließen. Mit der Ausgabe über einen Postprozessor werden die Bewegungsmuster in einen scriptbasierten Maschinencode übersetzt, der am MRK Roboter eingelesen wird. So lassen sich verschiedene additive Fertigungsstrategien stationär experimentell unter Laborbedingungen untersuchen. Die kompakte Bauweise des MRK-Roboters erlaubt fortführend den mobilen Einsatz am Großbauteil in der Praxis und verfügt über die notwendigen Freiheitsgrade (drei translatorisch; drei rotatorisch) dreidimensionale additive Bewegungsmuster entlang variierender Schweißnahtfugen auszuführen. Da sich der Maschinenbediener während des Schweißens im Arbeitsbereich des MRK Roboters aufhalten kann, fungiert er als Prozessüberwacher, parallel zur vollständigen Erfassung aller Schweißparameter für die Qualitätssicherung. Durch eine vorauseilende optische oder taktile Erfassung der Nahtfuge wird im Schweißprozess die Anpassung der Bewegung an die Fugentoleranzen angestrebt. Abschließend gilt es die Fertigungstechnologie an einem Demonstratorbauteil mit variabler Fugengeometrie aus dem Stahlbau bezüglich Ihrer Praxistauglichkeit, Wirtschaftlichkeit zu validieren sowie den Nachweis hinsichtlich der geforderten Maßhaltigkeit, Festigkeit und zulässigen Unregelmäßigkeiten aus den geltenden Normen zu erbringen.
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