Schweißroboter sind heute sehr weit verbreitet. Vor allem bei der Bearbeitung von großen Stückzahlen bringen Roboter den nutzenden Unternehmen einen großen Wettbewerbsvorteil. Eines der gängigen und bewährten Schweißverfahren ist das Lichtbogen-Bolzenschweißen.

Mit dem Lichtbogen-Bolzenschweißen lassen sich besonders haltbare und stabile Verbindungen herstellen, wobei zwischen den beiden Verfahren mit Spitzen- und Hubzündung unterschieden wird. Die Unterschiede zeigen sich im Verfahrensprozess, in der Geometrie der Schweißbolzen, in der Gerätetechnologie und auch in den jeweiligen Anwendungsgebieten.

Bei beiden Methoden werden etwa Gewindebolzen, Buchsen, Stifte und andere bolzenförmige Bauteile an ihren Stirnseiten vollflächig unter einem geringen Anpressdruck mit einem anderen Werkstück verschweißt. Auf diese Weise können nicht nur gleichartige, sondern auch Metalle mit unterschiedlichen Eigenschaften mit Hilfe der Bolzen untereinander verbunden werden, zum Beispiel Stahl und Edelstahl. Auch Aluminium, das in der Regel mit Spitzenzündung geschweißt wird, stellt kein Problem dar.

Hinzu kommen weitere Vorteile. Rück- und Sichtseite der Werkstücke werden beim Lichtbogen-Bolzenschweißen nur minimal oder gar nicht verfärbt, und die einzelnen Bauteile verformen oder verziehen sich nicht. Darüber hinaus gibt es weder Undichtigkeiten an der Verbindung, noch treten Korrosionsprobleme auf.

Noch mehr Effizienz durch Automation

Im Normalfall werden die Kosten für ein zu entwickelndes Produkt bereits in der Planungs- und Konstruktionsphase kalkuliert. Dabei spielen nicht nur Fragen der Wirtschaftlichkeit eine Rolle, sondern auch technische Aspekte, damit eine Lösung für Automation erfolgreich in die Produktionsprozesse integriert werden kann.

Dabei sind Kriterien wie die Art der Applikation und der Bauteile, die Zahl der unterschiedlichen Bolzen und die Qualität von Schweißverbindungen zu berücksichtigen. Letztere müssen dann in der Fertigung sowohl reproduzierbar und prozesssicher als auch positionsgenau sein. Das erfordert entsprechende Investitionen in die Technik, aber auch eine Menge Know-how im Unternehmen über die besonderen Merkmale des Bolzenschweißens, damit unerwartete Zusatzkosten oder spätere Probleme in der Produktion und bei der Qualität ausgeschlossen werden können.

Automation schafft hier einen Wettbewerbsvorsprung durch eine Steigerung des Outputs bei gleichzeitiger Reduzierung der Stückkosten, durch die beliebige Reproduzierbarkeit und durch bessere Qualität. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, dass nicht nur die Wirtschaftlichkeit eine Rolle spielt, sondern auch zahlreiche technische Voraussetzungen erfüllt sein müssen, um den Erfolg der Automation sicherzustellen.

Zu diesen Faktoren zählen neben der gewünschten Stückzahl bzw. des täglichen Fertigungsvolumens auch die Art der Applikation und der einzelnen Bauteile, die Anzahl der zu verschweißenden Bolzen pro Werkstück, die Positioniergenauigkeit und Geschwindigkeit sowie der eigentliche Schweißprozess. Alles zusammen ist entscheidend dafür, welche Komponenten für die Anlagenplanung erforderlich sind und in welchem Umfang Investitionen getätigt werden müssen.

Welche Lösungen bietet der Markt?

Die Hersteller von Geräten und Anlagen für das Lichtbogen-Bolzenschweißen halten für Anwender ein breit aufgestelltes Sortiment bereit, das sich für eine - auch schrittweise - Automation eignet. Die Palette reicht von manuell bedienbaren Geräten mit noch handgeführten automatischen Schweißpistolen bis hin zu hochkomplexen Anlagen, die nach kundenspezifischen Anforderungen zusammengestellt und gefertigt werden. Dabei handelt es sich meist um Roboter- oder CNC-Anlagen, die sich nahtlos in voll automatisierte Fertigungsstraßen integrieren lassen.

Solche Anlagen verfügen für effiziente Arbeitsabläufe über Programmierungs- und Steuerungsfunktionen, die entweder per Computer oder per speicherprogrammierbarer Steuerung (SPS) aufrufbar sind. Mit modernen grafischen Oberflächen lassen sich die verschiedenen Funktionen und auch der Schweißprozess visualisieren und intuitiv begreifen.

Vorteile der Automation auch für KMU

Die Automation beim Lichtbogen-Bolzenschweißen bringt nicht nur Vorteile für große Unternehmen, die tagtäglich große Stückzahlen produzieren. Zwar gibt es bei kleinen und mittelständischen Unternehmen auf Grund der erforderlichen Investitionen immer noch Vorbehalte gegen automatisierte Schweißverfahren, allerdings müssen auch andere Faktoren berücksichtigt werden. Dazu zählen der weiterwachsende Fachkräftemangel sowie die steigenden Anforderungen der Kunden an Qualität, Produktivität und exakter Reproduzierbarkeit von Schweißprozessen, die mit manuellen Lösungen nicht zu erreichen sind.

Das Angebot an Schweißgeräten und -anlagen umfasst eine große Zahl an kosteneffizienten, flexiblen und benutzerfreundlichen Produkten, die auch für KMU in Frage kommen und nachhaltig Wettbewerbsvorteile bieten, selbst gegen günstig gefertigte Produkte aus Billiglohnländern in Fernost oder anderswo.

Automatisiertes Schweißen ist aber nicht in allen Bereichen oder für jeden Betrieb eine Option. Sind Schweißarbeiten nur gelegentlich auszuführen oder handelt es sich um komplexe Prozesse, die nicht vollständig vorhersehbar sind, sind menschliche Arbeit und Wissen einem Automaten vorzuziehen. In kleinen und mittelständischen Unternehmen ist eine Automation des Lichtbogen-Bolzenschweißens deshalb eher als Ergänzung, denn als Ersatz für humane Arbeitskraft zu sehen. Nichtsdestotrotz sollten sich Führungskräfte und Entscheider in KMU mit dem Thema Automation eingehend beschäftigen, um mögliche Vorteile auszuloten und dann dementsprechend zu handeln.

Weiterführende Informationen finden Sie zum Beispiel bei HBS-Bolzenschweißen in Dachau.