TTM 08 2012 DE

TTM

Innovation & High Technology

TUBE TECH MACHINERY

Magazine

Nummer acht- Oktober 2012- Halbjahresschrift von Tube Tech Machinery

Die 25 mm Stärke sind kein Problem

Für das Schweißen von Kohlenstoffstahl großer Stärke

für Anwendungen im Schiffbau gibt es eine Lösung. Seit jeher setzt sich TTM für die Entwicklung von Prozessen ein, die auf eine komplette Automatisierung in der Herstellung tragender Bauteile im Transportsektor abzielen, mit besonderem Augenmerk auf den Schiffbau.

D

as deutsche Unternehmen Göcke Umformtechnik GmbH, spezialisiert auf die Realisierung von Spezialprodukten und -produktionen für die Transportindustrie, hat sich entschieden, die eigenen Produktionskapazität zu verdoppeln, und dazu eine zweite LaserSchneid- und Schweißanlage von TTM erworben, eine TS 5.12 zur Realisierung von Blechen mit sonst nicht auf dem Markt erhältlichen Abmessungen.

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SCHIFFBAU

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25 mm Blechstärke Anwendungen sind k Für das Schweißen von Kohlenstoffstä hlen großer Stä rke für Anwendungen im Schiffbau gibt es eine Lösung. Seit jeher setzt sich TTM für die Entwicklung von Prozessen ein, die auf eine komplette Automatisierung in der Herstellung tragender Bauteile im Transportsektor abzielen.

I

m Schiffbaubereich hat die starke Nachfrage nach Automation und Erhöhung der Leistungen von Anlagen zur Herstellung von Schiffsrümpfen und Zwischendecks das Unternehmen in Cazzago San Martino dazu gebracht, ein Hybrid-LaserSchweißverfahren für große Materialstärken zu entwickeln, das die Erfüllung der sehr strengen Normen zu den Merkmalen von Schweißverbindungen hinsichtlich Abmessungen, Materialtypen und -stärke sowie

mechanischen

und

metallurgischen

Eigenschaften der Schweißnähte, wie sie im Schiffbau typisch sind, gewährleistet.

Für das Schweißen von Kohlenstoffstählen großer Stärke sieht das Verfahren die Vorbereitung der zu schweißenden Kanten durch mechanische Bearbeitung mit unterschiedlichen Verhältnissen zwischen Schulter und Fase vor, je nach zu schweißender Stärke und nachfolgendem Schweißvorgang im Hybrid-Laser-Verfahren, mit dem in einem einzigen Arbeitsgang Schweißnähte mit voller Eindringtiefe und bis zu 25 mm Stärke an Stählen für den Schiffbau ausgeführt werden können. Das Verfahren basiert auf dem Einsatz eines Laser-Resonators mit hoher Leuchtdichte, der zusammen mit einem MAG-

der Härte der Schweißverbindung über die zulässigen

Den beschriebenen Prozess vervollständigen eine Reihe

Schweißbrenner und einem MAG-Twin-System zur

Grenzen hinaus. TTM hat dieses Problem gelöst, indem

weiterer Überwachungssysteme. Um während der

Ausfüllung der Schweißfase arbeitet. Zur Veranschaulichung

ein doppeltes Vor- und Nachheizsystem installiert wurde,

Ausführung der Schweißnaht ein klares Bild vom Keyhole

hier die wichtigsten Verfahrensparameter für das Schweißen

um den Temperaturgradienten der Verbindung zu steuern.

zu haben, wurde eine digitale Kamera koaxial zur

von Schiffbaustahl AH 36.

Das System besteht aus Induktoren und kontaktlosen

Prozessrichtung montiert, die mit einer externen Laser-

Hohe Produktivität ist auch für hohe Stärken gewährlei-

Temperatursensoren (optische Pyrometer im Infrarotbereich),

Beleuchtungsquelle synchronisiert ist, um optische

stet, da die Schweißnaht in einem Arbeitsgang unter Einsatz

die über den zentralen Controller kontrolliert werden. Dabei

Störungen zu auszufiltern. Am zentralen Controller besteht

hoher Leistungsdichten ausgeführt wird (hohe Laser-

werden Algorithmen zur Steuerung der Vorheiz- und

die Möglichkeit, die Schweißsequenzen für eine spätere

Leistung auf kleine Flächen konzentriert). Unter diesen

Kühlungskurven angewendet. Form und Leistung der

optische Auswertung des Prozesses in den gängigsten

Bedingungen führt eine zu schnelle Kühlung zur Bildung

Induktoren werden anhand der Materialstärke, der

Videoformaten aufzuzeichnen. Zur Analyse der Geometrie

von Martensit und damit einhergehend zu einer Zunahme

Klemmsysteme und ihrer Wärmeleitfähigkeit ausgelegt.

der zu schweißenden Verbindung und zur daraus folgen-

Laser Resonator MAG und Mag twin MAG Stellung MAG twin Stellung Geschweisste Dicke Schweißgeschwindigkeit

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IPG Photonics YLR 20000 W FRONIUS 5 mm pre 800 mm post seit 4 bis 25 mm seit 1 bis 6 m/min

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SCHIFFBAU

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bei Schiffbaukein Problem

den Anpassung der Prozessparameter in Echtzeit wird ein Sensor zur zweidimensionalen Lasertriangulation installiert. Zur Analyse der Form und Oberfläche der Schweißnaht ist ein Kontrollsystem (Beam Shape) installiert, das eventuelle makroskopische Fehler erkennt und meldet.

ERFASSEN DER FORM DES SCHWEISSNAHTPROFILS Das bisher Gesagte bestätigt die von TTM gesammelte Erfahrung und Kompetenz in Sachen optimaler Steuerung des Laser-Schweißprozesses. Das Unternehmen aus Brescia besitzt das Know-how zur bestmöglichen Integration von Sensoren zur Echtzeitverfolgung der Verbindung in seinen Schweißanlagen und zur Offline-Kartierung der Verbindung mittels koaxial am Schweißkopf montierter Kamera oder durch den Einsatz externer Laser-Sensoren.

An dieser Art der TTM Anlagen kann die totale Automatisierung auch noch weiter geführt werden, indem die Qualitätskontrolle der Produktion mittels Offline-Systemen, wie Ultraschall und Wirbelstrom, integriert wird. Durch die automatische Erzeugung von Analyseberichten kann die Qualität der Schweißverbindungen kontinuierlich überwacht werden.

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TRANSPORT

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Göcke verdopp Das deutsche Unternehmen Göcke Umformtechnik GmbH, spezialisiert auf die Realisierung von Spezialprodukten und -produktionen für die Transportindustrie, hat sich entschieden, die eigenen Produktionskapazitä t zu verdoppeln, und dazu eine zweite Laser-Schneid- und Schweißanlage von TTM erworben, eine TS 5.12 zur Realisierung von Blechen mit sonst nicht auf dem Markt erhä ltlichen Abmessungen.

S

o wie in einer Partie Poker gibt es auch in der Arbeitswelt die, die in „kritischen“ Situationen aufgeben und sich von den Ereignissen mitreißen lassen, und andere, die den Einsatz verdoppeln, d. h. die sich der Unbeweglichkeit des Marktes stellen und häufig mutige Entscheidungen treffen, die vielen als Wagnis erscheinen mögen. Dies ist der Fall bei Wilhelm Göcke, der zusammen mit seinem Sohn Jörg die Göcke Umformtechnik GmbH leitet. Das Unternehmen hat sich auf die Realisierung von Spezialprodukten und -produktionen für die Transportindustrie spezialisiert und sich entschlossen, seine Produktionskapazität zu verdoppeln, indem eine zweite LaserSchneid- und Schweißanlage zur Realisierung von Blechen mit sonst nicht auf dem Markt erhältlichen Abmessungen erworben wurde. Ja! Genau das ist die Spezialisierung von Göcke, tadellos und schnell Produkte in ungewöhnlichen Größen und Maßen zu formen, die aus der

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Verbindung von kleineren Blechen erhalten werden, die mit der innovativsten LaserTechnik bearbeitet und zusammengeschweißt werden.

Weiter investieren, um erneut zu wachsen 2007 entscheiden sich Vater und Sohn Göcke, in das voll automatische System TS 4.20 von Tube Tech Machinery zu investieren, mit dem Halbfertig-Bleche großer Abmessungen hergestellt werden können, die in der Transportindustrie eingesetzt werden, insbesondere im Eisenbahnbereich. Nicht zufällig hat das Unternehmen mit dieser Anlage 2010 vom

TÜV Nord die Zertifizierung nach DIN EN ISO 15085 für Schweißverfahren im Eisenbahnbereich erhalten. Die Anlage ist in eine automatische Linie zum Bau der Seitenwände für Nahverkehrswaggons aus Kohlenstoff- und rostfreiem Stahl mit Stärken zwischen 1 und 8 mm integriert. In der bei Göcke installierten Anlage kommt eine Trumpf TLF5000 Laserquelle in stationärer Position zum Einsatz. Diese beschneidet und schweißt automatisch Formate bis zu 4 m Breite und 20 m Länge in Querrichtung mit extrem feinen und praktisch schwindfreien Nähten. Innovative Lösungen in allen Größen zu bieten, bedeutet ständig die Produktion auf dem neusten Stand halten zu müssen“ erklärt

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TRANSPORTI

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SCHNEID-UND SCHWEISSBEREICH

pelt

ZU SCHWEISSENDE BLECHE Abmessung 1000 x 2000 mm min Abmessung 2000 x 4000 mm min

GESCHWEISSTE BLECHE Abmessung 2000 x 2000 mm min Abmessung 4000 x ∞ mm max

Die TS 4.20 beschneidet und schweißt automatisch Formate bis 4 m Breite und 20 m Länge mit dünnen und praktisch schwindfreien Schweißnähten. Die TS 5.12 erlaubt hingegen die Realisierung von Blechen mit maximaler Breite bis 5.000 mm und 12 m Länge. Die Maschine beschränkt sich nicht nur darauf, Bleche derselben Größe zusammenzuschweißen, sondern erlaubt auch das Verbinden von Streifen unterschiedlicher Breite, unterschiedlichen Materials und auch unterschiedlicher Stärke, damit tatsächlich Bleche nach Maß gefertigt werden können, und dabei das Gewicht maximal zu begrenzen und die Festigkeit des Endprodukts zu erhöhen.

Herr Göcke. „Wir arbeiten mit einem modernen Maschinenpark, der ständig neu organisiert und nach den modernsten technischen Standards erneuert wird. Unsere ständige Bemühung ist stets innovativ zu sein. Das ist der Grund für die 2007 getroffene und die aktuelle Entscheidung.

Bereits damals hat die wachsende Nachfrage nach großen geschweißten Formaten schnell zu einer Entscheidung geführt, ein Auftragsvolumen ins Ausland zu geben oder sie bei uns zu halten und in eine neue LaserSchneid- und Schweißanlage zu investieren.

Im Wesentlichen war die Entscheidung zur Installation der TS 4.20 die klassische Wahl „make or buy“: sollen wir diese Arbeit outsour-

cen oder wollen wir in Zukunft auch diese Produktion nach unseren hohen Qualitätsstandards intern ausführen. Das Auftragsvolumen ist in dem Moment angestiegen, in dem wir uns entschieden haben, in eine neue Anlage dieser Art zu investieren, um neue Wege zu beschreiten. Wir hoffen und sind überzeugt, dass auch mit der neuen TS 5.12 dasselbe passieren wird und wir unseren Markt aufrütteln und in der richtigen Weise neu anlaufen lassen können. Wenn wir 2007 nicht die TS 4.20 installiert hätten, hätte uns die Krise der letzten Jahre gewiss härter und nachhaltiger getroffen. Die getroffenen Entscheidungen haben uns hingegen erlaubt, sie nur leicht zu spüren. Heute

wollen wir aber wieder wachsen und die Entscheidung für die TS 5.12 von TTM geht in diese Richtung.“

Laser-Schneiden und -Schweißen in Längsrichtung Im Unterschied zur TS 4.20 ist die TS 5.12 von TTM eine voll automatische Linie zur Realisierung großer Formate auch bei unterschiedlichen Stärken, dies ergänzt die Produktion-sanforderungen von Göcke Umformtechnik GmbH am besten. TS 5.12 kann Bleche längs bis zu 12 m Länge verbinden, auch wenn diese unterschiedliche Materialien und Stärken aufweisen. Die typischen Anwendungen der Anlage sind das

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TRANSPORT

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Längsschweißen von Blechen mit besonderen mechanischen Eigenschaften, wie zum Beispiel hochfeste Stahlbleche. Die Anlage TS 5.12 lädt automatisch zwei oder mehr Bleche bis zu 12 m Länge und kann mehrere Beschnitt- und Schweißverfahren kombinieren, um ein Halbzeug in verschiedensten Konfigurationen zu erhalten, dazu können auch Bleche unterschiedlicher Länge, Breite, Materialien und Stärken verbunden werden. Auch an dieser Anlage hat die sorgfältige Planung der Mechanik den Transport der CO2-Quelle Trumpf TLF5000 an Bord des Hauptschlittens ermöglicht.

Die zu diesem Maschinenkonzept gehörende Grundidee besteht darin, noch breitere Formate zu realisieren als mit den früheren Ausrüstungen.

Die TS 5.12 erlaubt nämlich die Realisierung von

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Blechen mit Breiten bis 5.000 mm und Längen bis 12 m. Die Maschine beschränkt sich nicht nur darauf, Bleche derselben Größe zusammenzuschweißen, sondern erlaubt auch das bequeme Verbinden von Streifen unterschiedlicher Breite, unterschiedlichen Materials und auch unterschiedlicher Stärke, damit tatsächlich Bleche nach Maß gefertigt werden können, und dabei das Gewicht maximal zu begrenzen und die Festigkeit des Endprodukts zu erhöhen.

Auch dieses ist, in der Tat, ein relevanter Aspekt, vor allem im Transportbereich, für den die sich immer stärker ausprägende Tendenz sich auf die Reduzierung der Gewichte richtet, die einer Verringerung des Verbrauchs entspricht, zusammen mit einer Erhöhung der Festigkeitskapazität, die erforderlich ist, um sich dem Thema

Hochgeschwindigkeit im Eisenbahnbereich zu stellen. TS 5.12 erlaubt daher, automatisch Streifen mit Breiten von mindestens 600 mm und höchstens 2.600 mm zuzuführen und diese miteinander zu verschweißen, um das Blech der geplanten Größe zu erhalten.

Ein Fertigprodukt mit Garantie Eine der wichtigsten Neuheiten, die mit der neuen Maschine eingeführt wurde, betrifft die Methoden zur Kontrolle des Prozesses und zur Zertifizierung des Fertigprodukts. Eine häufige Problematik für diese Produkte liegt gerade in der Qualität der Schweißnähte. TTM hat in dieser Richtung wichtige Arbeit geleistet und, auch Dank des mechanischen Konzepts, das den Einsatz von zwei Laserköpfen vorsieht, kann TS 5.12 zum

[ TTM bietet reine Laser-Schweißprozesse ohne Materialauftrag, die optimale Lösung für Schweißnä hte hoher ästhetischer Qualitä t, die thermische Verformungen auf das Minimum reduziert. Außerdem können wir hybride Prozesse integrieren, von der L-GMAW (MAG-Laser) bis zur L-GTAW (WIG-Laser), die sich besonders anbieten, wenn groß e Schwankungen in der Geometrie der Verbindungen und spezielle Hä rteanforderungen vorgesehen sind.

TRANSPORT

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ERREICHTE ZERTIFIZIERUNG Die Hingabe, Seriösität und Professionalität, die TTM zusammen mit den wichtigen Ergebnissen auszeichnet, die wir ständig erreichen, sind Garantie für höchste Qualität und sichere Zuverlässigkeit. Das bestätigt auch die Qualitäts- und Umweltzertifizierung gemäß den Normen UNI EN ISO9001:2008 und UNI EN ISO 14001:2004, die TTM seit Jahresbeginn in Zusammenarbeit mit dem DNV erreicht hat.

hrleistet wird, dass die Schweißnaht den Anforderungen entspricht, mit der Möglichkeit, falls unvorhergesehene Faktoren zu Abweichungen geführt haben, das Blech sofort wieder aufzunehmen und den Beschneide- und Schweißprozess zu wiederholen, um ein Fertigprodukt mit Garantie abzuliefern.

Ermittlung, Messung und Verfolgung der Verbindung

SCHNEID-UND SCHWEISSBEREICH

ZU SCHWEISSENDE BLECHE Abmessung 600 x 3000 mm min Abmessung 2500 x 12000 mm max

ersten Mal Systeme zur Kontrolle des Schweißprozesses zusammen mit einer zerstörungsfreien Kontrolle bieten, die das Produkt sicher und zuverlässig zertifiziert.

Für die Echtzeit-Kontrolle der Qualität der gerade ausgeführten Schweißnaht ist die Anlage mit einem System ausgerüstet, das in der Lage ist, die wichtigsten physikalischen Daten des Schweißprozesses zu erfassen, wie die Temperatur der Schmelze, die Bildung des Plasmas, die Menge des reflektierten Lichts. Diese Werte wer-

GESCHWEISSTE BLECHE Abmessung 1200 x 3000 mm min Abmessung 5000 x 12000 mm max

den verarbeitet und ständig mit den in einer technologischen Datenbank gesammelten Werten verglichen. Jede Abweichung der erfassten Werte von den Referenzmittelwerten wird durch eine Software analysiert, die automatisch bestimmt, ob die ausgeführte Schweißnaht den Anforderungen entspricht und konstante Qualität aufweist.

Es ist daher offensichtlich, dass dank der Einführung dieser beiden Systeme zur Prozesskontrolle direkt in der Maschine gewä-

TTM integriert in seine Schweißanlagen Sensoren zur Echtzeitverfolgung der Verbindung und zur Offline-Kartierung derselben mittels koaxial am Schweißkopf montierter Kamera oder durch Einsatz externer Laser-Sensoren. Die Rekonstruktion der Bahn erfolgt dann durch numerische Auswertung des Bildes durch den zentralen Controller. Der Einsatz extrem schneller Echtzeit-Hardware, wie FPGA oder MultiprozessorSysteme, garantiert die für die Analyse einer sehr großen Datenmenge erforderliche Rechenleistung.

In sehr strikten Anwendungen, in denen die geometrischen Merkmale der Verbindung vor dem Schweißen (wie Position, Breite und Vorhandensein auch sehr schmaler Gaps) präzise ausgewertet werden müssen, hat TTM eine Kartierungssoftware entwickelt, die auf zweidimensionalen Lasertriangulatoren mit hoher Präzision basiert, um die Form des Profils rechtwinklig zur Schweißrichtung zu erfassen. Auf diese Weise ist die Anlage in der Lage, voll automatisch die theoretische Schweißbahn entsprechend der realen Positionierung des Werkstücks zu modifizieren und die wichtigsten Prozessparameter (LaserLeistung, Schweißgeschwindigkeit und Menge des Auftragmaterials) gemäß den tatsächlichen Maßen der Verbindung in Echtzeit anzupassen.

Außerdem ist die Installation des Systems zur Drahtzuführung Typ PUSH-PUSH möglich, das maximale Leistungen hinsichtlich Präzision und Reaktionsgeschwindigkeit im System zur Kontrolle der Vorschubgeschwindigkeit gewährleistet. Es können auch Spezialanwendungen eingesetzt werden, wie das Wobbling-System (oszillierender Spiegel) und Twin-Spot Optiksysteme. Der Einsatz dieser Lösungen entsteht aus der Notwendigkeit, den Strahl in Querrichtung zur Schweißnaht zu verbreitern oder eine Vorheizung des Materials zu erreichen.

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PERSPEKTIVEN

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VERANSTALTUNGEN

A

EuroBLECH Hannover 23-27 Oktober

ls ich die ttm gruppe gründete, hatte ich mir das anspruchsvolle ziel gesetzt, mit der entwicklung und realisierung von laser-schweissanlagen für spezialanwendungen eine marktlücke zu schliessen. In wenigen Jahren haben wir, mit Beharrlichkeit und Entschiedenheit, für unsere Kunden innovative Lösungen geschaffen, die nach Maß entwickelt und realisiert wurden und uns ermöglicht haben, in kürzester Zeit große Ziele zu erreichen. Mit einem hoch professionellen und kompetenten technischen Team konnten wir weltweit zahlreiche Anlagen installieren, zur vollsten Zufriedenheit unserer Kunden, denen wir damit beträchtliche Produktivitätssteigerungen bei gleichzeitig höchsten Qualitätsstandards ermöglicht haben. Das Beispiel Göcke, das wir Ihnen in dieser Nummer unseres Hausorgans vorstellen, ist nur eins von vielen Beispielen, die wir anführen könnten. Daher bin ich stolz, sagen zu können, dass die TTM Gruppe nun das wichtigste Ziel erreicht hat, nämlich als Herausragend im bereich laser-schweissanlagen zu gelten. Eine große Anerkennung für mich und alle, die sich an dieser großartigen Herausforderung beteiligen, die wir Tag für Tag mit Einsatz und immer neuer Leidenschaft weiter voranbringen.

Nichts geschieht per Zufall: Innovation ist das Ergebnis einer Forschungs- und Ingenieurtätigkeit, die aus der ganzen Erfahrung, dem Willen zum Wettbewerb, der technischen Intelligenz und der professionellen Kompetenz eines Landes und einer Industriekultur schöpft, die weltweit geschätzt werden.

TTM ist fester Bestandteil und Hauptakteur dieses Engagements, das dem Unternehmen eine führende Rolle bei der Herstellung hoch leistungsfähiger Maschinen und Anlagen für das Laserschneiden und ‑schweißen verleiht.

Technologie ist unsere Leidenschaft

EXPOlaser Forum Piacenza 16 November

Das Feld von Teze ist ein fruchtbarer Boden, auf dem Ideen gesät werden. Sie werden mit Hingabe genährt und sorgsam großgezogen, in der Überzeugung, dass Leidenschaft immer gute Früchte trägt.

Teze ist ein Ort der Begegnung, wo die Freude am Vergleich in der Suche nach Anreizen und Lösungen der Motor einer neuen Art ist, unternehmerisch tätig zu sein. Eine Chance für junge Leute und ihre Ideen. Eine Möglichkeit, Wettbewerb, Kontakt und Integration zwischen Idee und Unternehmen zu fördern. Ein „humanistisches“ Offensein für die Kultur des Machens.

Nicht immer trifft eine gute Idee auf aufmerksame Zuhörer. Teze will gute Ideen wachsen lassen.

Tube Tech Machinery S.r.l.

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