Die Genauigkeit und die technologischen Eigenschaften der Laserschneidens eröffnen neue Perspektiven für die Herstellung der Schweißverbindungen im Bereich der Tragwerke und ermöglichen die schnelle Ausführung von Verbindungen auch mit einer komplexen Geometrie mit deutlich besseren Leistungen als in der Vergangenheit.
Bei der Verformung von Balken und Rohren in komplexen Produkten wie Rahmen oder Tragwerken konfrontieren sich die Hersteller täglich mit einer Vielzahl an sowohl technologischen als auch normativen Anforderungen.
Bei Rohren oder Trägern mit großem Durchmesser werden die möglichen Bearbeitungsvorgänge hauptsächlich unterteilt in:
- Endenbearbeitung, wo normalerweise Folgendes ausgeführt werden muss: Zuschneiden, Einschneiden für die Einführung von Verbindungen oder Einspannungen verschiedener Art sowie Fasen oder Zähne, die die Montage- und Schweißarbeiten vereinfachen können;
- Bearbeitungen längs des mittleren Teils, wo normalerweise Folgendes ausgeführt werden muss: Ausschnitte zur Struktur Erleichterung oder für den Rohrdurchgang und Geometrien verschiedener Art für Schnittstellen mit anderen Balken, Rohren und Komponenten.
Besonders wichtig für den Bausektor ist die Herstellung von Verbindungselementen zwischen Trägern und Rohren, die ein grundlegendes und sich ständig weiterentwickelndes Studiengebiet für den Stahlbau darstellen.
Mit HE-Träger und Rohren hergestellte Schweißnaht, geschnitten mit LT24: Laserschneidesystem für Rohre und Profile mit großer Abmessung der Produktion der BLM GROUP.
Die Hauptvorteile des Lasers sind in diesem Kontext:
Materialersparnis und einfache Montage
Die Genauigkeit und die Vielseitigkeit, die durch das Laserschneiden geboten werden, ermöglichen es, unterschiedliche Einspannungslösungen zwischen Rohren und Profilen auszuführen, die nicht nur dazu dienen, die mechanische Festigkeit zu verbessern, sondern auch, die Komplexität und die Montagezeit zu reduzieren.
Verbindung von Rohren und Profilen mit großen Abmessungen, hergestellt mit LT24 der BLM GROUP.
Die Verbindung oben auf dem Foto ist ein konkretes Zeugnis der obigen Angaben. Die Ausführung ohne die Verwendung von Bolzen oder Nieten oder anderen Verbindungselementen hat eine Ersparnis von 63% an Materialgewicht und 62% an Produktionskosten ermöglicht.
Auf dem Foto unten ist es dagegen möglich, den gleichen Verbindungstyp zu sehen, einmal durch die Verwendung von Halteplatten und Bolzen (Bild a) und einmal die Lösung die dank LT24 möglich ist. (Bilder: b, c, d).
Zeichnung der Verbindung, die mit der Verwendung von Bolzen und Platten hergestellt wurde (a), Ansicht der Verbindung von oben, die mit der Laserschneideanlage für Rohre und Profile mit großer Abmessung LT24 hergestellt wurde (b), Bearbeitung am IPE Träger ausgeführt, der die Verbindung (c) durchläuft, Endenbearbeitung an den anderen zwei IPE-Trägern (d).
Genauigkeit und Qualität
Die Verwendung eines 3D-Laserschneidesystems ermöglicht die Ausführung der erforderlichen Bearbeitungen mit einer höheren Genauigkeit gegenüber Technologien wie Plasma- oder Sauerstoffschneiden und erzeugt glatte Schnittkanten, frei von Graten und mit einem extrem reduzierten thermisch veränderten Bereich*.
Dies verhindert anschließende Schleifarbeiten des Teils und führt dazu, dass die verschiedenen Komponenten des Tragwerkes schon für die Montage und ggf. für die Schweißung bereit sind, wodurch Zeit und Energie gespart werden
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Vorbereitung eines Rohrelements für die Herstellung einer Verbindung auf der Laserschneideanlage LT24 BLM GROUP.
Die Verringerung der wärmebeeinflussten Zone bedeutet, dass sich an weniger Material chemische oder mechanische Eigenschaften sich infolge der Temperaturänderung verändert haben könnten.
Davon abgesehen verfügen die moderneren Laserschneidesysteme auch über Funktionen, die fähig sind, die Schnittparameter automatisch zu optimieren, um Produktivität, Robustheit des Prozesses und die beste Schneidqualität unabhängig von der Erfahrung des Bedieners zu garantieren.
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*Thermisch veränderter Bereich |
Herstellung schweißfertiger Teile mit einem einzigen Prozess
Das Lichtbogenhandschweißen mit umhüllter Elektrode ist heute der einzige Schweißtyp, der auf der Baustelle verwendet wird, er wird durch den Grad der Eindringtiefe des Zusatzwerkstoffes nach drei Typen charakterisiert:
- Schweißen mit vollständiger Durchdringung;
- Schweißen mit teilweiser Durchdringung;
- Ecknahtschweißen.
Schweißen mit vollständiger Durchdringung (a), Schweißen mit teilweiser Durchdringung (b), Ecknahtschweißen (c).
Obwohl das Durchgangsschweißen die beste Leistung bietet, da es die Materialkontinuität an keiner Stelle unterbricht. Wenn sie mit traditionellen Produktionssystemen durchgeführt wird, ist sie auch die teuerste, weil erfahrene Bediener die zu schweißenden Kanten manuell und präzise vorbereiten müssen. Die Geometrie der Kanten gemäß dem festgelegten Regelwerk muss vorgegebene geometrische Spezifikationen, wie Winkel und Fasentiefe, Schultergröße und den Abstand der Schweißkanten zueinander, einhalten.
In diesem Kontext ist die Verwendung eines 3D-Laserschneidesystems besonders vorteilhaft, denn die Teile werden in nur einem Laserschneideprozess hergestellt und sind schon für das Schweißen bereit.
Eine 3D-Laseranlage für Rohre oder Profile mit großer Abmessung ermöglicht nicht nur die Ausführung von Fasen mit unterschiedlicher Neigung, sondern auch eine variable Neigung längs der gesamten Schnittkante. Dies ermöglicht es, den Schrägwinkel auch in der Schweißnaht zwischen Rohren oder zwischen Rohren und/oder Profilen, die nicht orthogonal zueinander liegen, innerhalb der von der Norm festgelegten Parameter zu halten.
Außerdem ermöglicht es die Vielzahl der geometrischen Formen, die mit 3D-Laserschneidesystemen für Rohre und Profile mit großer Abmessung ausführbar sind, Zähne anzufertigen, die einerseits die Verbindung verstärken und andererseits den Schweißprozess vereinfachen können, weil sie den Abstand zwischen den zu vereinigenden Schweißkanten beibehalten.
Das 3D-Laserschneiden ermöglicht es, Fasen mit der richtigen Neigung anzufertigen, um die Durchdringung des Zusatzmaterials in der Schweißphase zu optimieren, sowie auch diejenige der Zähne, um die Positionierung der Teile und den Abstand zwischen den Schweißkanten beizubehalten.
Einige dieser Anlagen verfügen über fortschrittliche CAD/CAM-Softwareinstrumente, die dem Benutzer vollständige Bibliotheken mit Zähnen und Einspannungen und mehreren Funktionen zur Verfügung stellen, die die Ausführung jedes Projektes beschleunigen können.
Deshalb sind die folgenden Montagephasen dank einer 3D-Laserschneideanlage einfacher und ermöglichen es auch Bedienern mit weniger Erfahrung, in den besten Bedingungen zu schweißen.
Dank der vielen gebotenen Vorteile können die 3D-Laserschneideanlagen für Rohre und Profile mit großen Abmessungen nicht nur in der Tragwerksbranche, sondern auch in der Produktion von Landwirtschafts- oder Industriefahrzeugen, in der Schifffahrtsbranche, Oil & Gas, in der Konstruktion von Bohrinseln oder in Energieproduktionsanlagen Anwendung finden.
Es handelt sich um eine große Vielzahl von Anwendungen, wo dieser Typ von Anlagen neue Qualitäts-, Flexibilitäts- und Produktivitätsstandards hinzufügt.
