Wie ein Fass den Schweißprozess ins Rollen brachte

Die Gerd Bär GmbH, auch bekannt als Bär Cargolift, ist ein Hersteller von hydraulischen Ladebordwänden in Europa. Die Produktpalette von Bär Cargolift umfasst Standard-Ladebordwände, Unterflur-Ladebordwände und ausziehbare Ladebordwände. Diese Ladebordwände sind so konzipiert, dass sie den Lade- und Entladevorgang vereinfachen, die Effizienz steigern und die Sicherheit für die Bediener verbessern. Produziert werden sie am Stammsitz in Heilbronn, wo Gerd Bär bereits vor über 40 Jahren die erste Bär Ladebordwand konstruiert und gefertigt hat. Bär Cargolift legt dabei großen Wert auf Innovation und entwickelt regelmäßig neue Lösungen, um den sich ändernden Anforderungen der Kunden und der Branche gerecht zu werden.

Für die Ladebordwände nutzt Bär Aluminium, da der Werkstoff entscheidende Vorteile mit sich bringt:

Bei der schweißtechnischen Produktion seiner Ladebordwände setzt Bär auf automatisiertes MIG-Schweißen mit Roboterschweißzellen von Cloos. Zum Einsatz kommt der Schweißzusatz S Al 5183 (AlMg4,5Mn0,7(A)) mit einem Durchmesser von 1,6 mm, geschützt durch Argon. Bisher wurden die Drahtelektroden auf B-400 Spulen mit einem Gewicht von 40 kg bezogen und in geringer Entfernung zum Drahtvorschubgerät in der Schweißzelle platziert, um die Länge der Drahtzuführung zu minimieren. Diese Konfiguration hatte jedoch mehrere Nachteile. Ein wesentliches Problem ist beispielsweise das sogenannte Sprungmaß des Aluminiumdrahts, das den Durchmesser einer freien Drahtschlaufe nach der Entnahme von der Spule beschreibt. Das Sprungmaß resultiert aus der plastischen Verformung durch den relativ geringen Durchmesser der Spulen und dem Phänomen der Spannungsrelaxation. Plastische Verformung führt zu internen Spannungen im Aluminium, die der Werkstoff über Zeit zu minimieren sucht, um einen energetisch bevorzugten Zustand zu erreichen. Diese Spannungsrelaxation passt die Mikrostruktur des Materials an, wodurch der Draht zusätzlich dauerhaft verformt wird. Mit der Zeit und dem fortschreitenden Verbrauch der Spule reduziert sich das Sprungmaß, was in Folge zu Problemen führt.

Die aus dem Sprungmaß resultierende Krümmung der Drahtelektrode verursacht beim Austritt aus der Kontaktdüse des MIG-Schweißbrenners eine kreisende Bewegung und gelegentlich auch ein abruptes Umschlagen. Diese Effekte sind besonders problematisch bei der Erstellung langer, gerader und sichtbarer Schweißnähte, wie sie für Ladebordwände benötigt werden. Darüber hinaus stellte das Handling der schweren, 40 kg Spulen in einiger Höhe eine Herausforderung dar, verbunden mit Berichten über Drahtabrieb und die Notwendigkeit von Nacharbeiten. Bär suchte nach einer Lösung für diese Herausforderung und kam so im Rahmen der Fachmesse "Schweißen & Schneiden 2023" in Kontakt mit Migal.Co. Dieses erste Treffen führte zu einer engen Zusammenarbeit und schließlich zur Implementierung einer Lösung, die das Jumbo XL-Fass mit einem Nettogewicht von 240 kg, das Drahtrichtgerät Robostraight, das Drahtvorschubgerät Robofeed und den PE-Drahtführungsschlauch Duroliner umfasst.

Obwohl Aluminiumschweißdraht, der in Fässern geliefert wird, ein größeres Sprungmaß aufweist als in kleineren Spulen, ist er nicht vollständig frei von dieser Eigenschaft. Die Integration des Robostraight Drahtrichtgeräts, das mit 14 Rollen in zwei Ebenen ausgestattet ist, ermöglicht es jedoch, eine ausreichend gerade Elektrode zu erzielen. Das Vorschubgerät Robofeed übernimmt die mechanische Kraft, die sowohl zum Richten des Drahtes als auch zum Transport durch den bis zu 20 m langen Förderschlauch benötigt wird, mit einer einstellbaren und geschwindigkeitsunabhängigen Förderkraft. Dabei ist keine elektrische Verbindung mit der Robotersteuerung erforderlich. Der Duroliner zeichnet sich durch seine hohe Härte und einen niedrigen Gleitreibungskoeffizienten aus, ohne dabei an Bruchfestigkeit zu verlieren – selbst bei häufigem Biegen.

Bei Bär stand die Ausstattung von insgesamt vier Schweißstationen zur Debatte, weshalb man sich entschied, die vorgeschlagene Lösung eingehend zu testen, bevor eine endgültige Investitionsentscheidung getroffen wurde. Jan Petzold, zuständig für die Schweißtechnik bei Bär, zusammen mit Robert Lahnsteiner von Migal.Co, nahm die Installation der ersten Station in Angriff. Nachdem diese Einrichtung über einige Wochen hinweg ohne jegliche Beanstandungen zu den gewünschten Ergebnissen – gerade Schweißnähte, kein Abrieb im Drahtfördersystem, ein störungsfreier Betrieb und eine signifikante Reduktion der Nacharbeiten – führte, folgte der Erwerb und die Inbetriebnahme von insgesamt vier Einheiten.

Bei Bär Cargolift sind Nachhaltigkeit und Umweltschutz ein wichtiges Thema. Durch die Verbesserung der Energieeffizienz seiner Produkte und die Verringerung der Umweltauswirkungen seiner Produktionsprozesse strebt das Unternehmen danach, einen positiven Beitrag zur Umwelt und zur Gesellschaft zu leisten. Auch hier passt die Lösung von Migal.Co ins Programm: Die Aluminiumdrahtelektroden zeichnen sich laut Hersteller durch einen niedrigen CO₂-Fußabdruck aus, der mit weniger als 4 kg CO₂ pro kg Aluminium etwa 25 % des branchenüblichen Durchschnittswertes für Aluminium betrage. Ein bedeutender zusätzlicher Vorteil resultiert aus den geringeren Rüstzeiten des 240 kg Fasses im Vergleich zu den 40 kg Spulen, sowie dem eliminieren der Notwendigkeit, Spulen in mehreren Metern Höhe innerhalb der Roboterzelle zu handhaben.