Im Schienenfahrzeugbau kommt es hauptsächlich auf makellose Schweißnähte und ein lückenloses Tracken aller Fertigungsprozesse an, denn schon kleinste Fehler können gravierende Folgen nach sich ziehen. Wir unterstützen die Hersteller von Lokomotiven, Zügen und Waggons mit leistungsfähigen Schweißsystemen, die nicht nur exzellente Ergebnisse ermöglichen, sondern in Kombination mit der innovativen WeldCube-Software auch ein umfassendes Datenmanagement. Damit ist jede einzelne Schweißnaht bis ins Detail nachvollziehbar – bei manuell bedienten Geräten wie auch beim automatisierten Hochleistungsschweißen.
Schienenfahrzeuge spielen für die Verkehrswende hin zu einem nachhaltigen Personen- und Güterverkehr eine zentrale Rolle. Die Bahn ist emissionsärmer und verursacht weitaus weniger Umweltschäden als Flugzeuge oder Autos – eine Tatsache, die in Zeiten eines rapide fortschreitenden Klimawandels massiv an Bedeutung gewinnt.
Kurz: Der Schienenfahrzeugbau boomt.
Der Begriff Schienenfahrzeugbau umfasst die Herstellung und Instandhaltung von Lokomotiven, Triebzügen, Triebwagen, Waggons und Schienenbaufahrzeugen. Die Anforderungen innerhalb der Branche sind divers: Straßen- und Stadtbahnen in urbaner Umgebung müssen besonders leicht zu beschleunigen und abzubremsen sein. Bahnen in Küstenregionen sind extremer Feuchtigkeit ausgesetzt. Züge für den Personenfernverkehr sind für hohe Geschwindigkeiten, Güterlokomotiven hingegen für gigantische Zugkräfte ausgelegt. Diese Variantenvielfalt spiegelt sich in den unterschiedlichen Materialien und Herausforderungen beim Schweißen wider.
Aluminium, ferritische Stähle oder hochfeste Speziallegierungen:
Im Schienenfahrzeugbau werden vielerlei Werkstoffe eingesetzt. Schweißen ist ein zentraler und kritischer Arbeitsprozess. Komponenten und Geometrien wechseln dabei ständig. Daraus resultieren Herausforderungen, die der Schweißtechnik Flexibilität abverlangen. Etwa 90 Prozent der Schweißnähte entfallen auf manuelle Schweißarbeiten, der Rest erfolgt automatisiert – hauptsächlich dann, wenn es um meterlange Längsnähte geht.
Seit 2008 gilt in Europa die EN 15085 (DIN EN 15085 für Deutschland, ÖNORM EN 15085 für Österreich). Die Norm definiert die technischen Regeln für den Schienenfahrzeugbau. Betriebe, die Schweißarbeiten während der Fertigung oder Instandhaltung ausführen wollen, müssen normkonform zertifiziert sein. Ein Teil dieser Regelungen bezieht sich auf eine vollständige, nachvollziehbare Datenerfassung – schließlich können Schweißfehler verheerende Folgen nach sich ziehen. Expertinnen und Experten schätzen, dass unerkannte Schweißfehler eine zehnfache Kostensteigerung verursachen. Ganz zu schweigen von den Gefahren für Mensch und Umwelt. Oder dem drohenden Imageverlust für Bahnbetreiber. Die Qualitätssicherung mit nachvollziehbaren Fertigungsdaten ist daher ein zentrales Thema – auch in der Schweißtechnik.
Wir bei Fronius haben verschiedene Lösungen im Portfolio, die die Erfassung und Auswertung relevanter Prozessdaten ermöglichen. Zum Beispiel statten wir unsere Schweißgeräte mit den offenen Kommunikations-Schnittstellen OPC-UA oder MQTT aus. Damit können unsere Geräte Informationen plattformunabhängig weitergeben. Darüber hinaus bieten wir mit WeldCube eine eigene Schweißdatenmanagement-Software an. Schweißfachkräfte können zahlreiche Daten wie Strom, Spannung, Drahtvorschub, Schweißgeschwindigkeit und -zeit, Lichtbogen- und Dynamikkorrektur oder Jobnummern erfassen, auswerten und visualisieren. Auf diese Weise lassen sich Prozesse optimieren, indem Fehler frühzeitig erkannt und behoben werden.
Ein weiterer Vorteil: Die Schweißarbeiten werden lückenlos nachverfolgbar. Schweißnaht für Schweißnaht und Bauteil für Bauteil.
Zum Einsatz kommt WeldCube hauptsächlich in Verbindung mit unserer TPS/i-Geräteserie. Diese Schweißgeräte sind modular aufgebaut, individuell anpassbar und zeichnen sich durch Vernetzbarkeit wie auch umfangreiche Kommunikationsfunktionen aus. Ihre hohe Prozessorleistung ermöglicht es, Schweißprozesse besonders genau zu analysieren und zu kontrollieren. Das sorgt für optimale Ergebnisse bei einer Vielzahl von Schweißaufgaben – eine Flexibilität, mit der die Geräte auch im Schienenfahrzeugbau punkten können. Ebenfalls beliebt ist unsere TransSteel-Baureihe, die speziell für das Schweißen von Stahl entwickelt wurde. Die Geräte bestechen durch robuste Konstruktion, intelligentes Design und einfache Bedienung. Sie verfügen über angepasste Schweißkennlinien, die beispielsweise für ein exaktes Zünd- oder perfektes Abschmelzverhalten sorgen.
Auch für das automatisierte Hochleistungsschweißen bieten wir Lösungen, die durch Qualität und Performance überzeugen – zum Beispiel die innovativen TPS/i-TWIN-Tandem-Schweißsysteme:
Zwei TPS/i-Systeme mit präzise synchronisierten Lichtbögen erzeugen hier ein gemeinsames Schmelzbad. Auf diese Weise begünstigt Tandemschweißen die Prozessstabilität. Abschmelzleistung und Schweißgeschwindigkeiten sind hoch, die Schweißnähte optisch einwandfrei. Vor allem beim Dickblechschweißen kann der Tandem-Schweißprozess seine Stärken ausspielen.
Besondere Vorteile erzielen unsere Kunden in Kombination mit PMC (Pulse Multi Control), einer Weiterentwicklung des Impulslichtbogens. Diese Funktion erzeugt beim Schweißen einen kraftvollen, stabilen Lichtbogen. Innovative Stabilisatoren halten dabei Lichtbogenlänge und Einbrand konstant. Die Tropfenablöse erfolgt fein geregelt und spritzerarm. Sogar in Zwangslagen bietet PMC hohe Abschmelzleistungen bei gleichzeitig guter Beherrschbarkeit des Schmelzbades. Unregelmäßigkeiten wie Einbrandkerben werden vermieden. Besonders gut eignet sich PMC auch für das Schweißen toleranzbehafteter Bauteile mit starken Wanddickensprüngen. Ein osteuropäisches Unternehmen, das Drehgestell-Rahmen für Triebwagen und Waggons fertigt, konnte die Schweißgeschwindigkeit mithilfe unseres TPS/i-PMC-TWIN-Prozesses ohne Qualitätsverlust verdoppeln – bei 15 Millimeter dicken Stahlbauteilen!
Im Bereich der Aufbauten kommen oftmals Leichtmetalle mit festigkeitssteigernden Legierungen zum Einsatz. Hauptkriterium bei der Verarbeitung dieser Hochfest-Werkstoffe ist deren metallurgische Reaktion bei überhöhter Energieeinbringung. Damit diese durch schnelleres Schweißen verringert werden kann und natürlich auch aus wirtschaftlicher Sicht, steigt der Automatisierungsgrad in der Produktion ständig. Unsere Welding Automation hat mit ihren Längsnahtfahrwerken und Portalsystemen auf viele Anforderungen die passende Antwort.
Das Fahrwerk FDV 1500 ist eines unserer bekanntesten und beliebtesten Systeme zum Schweißen von Waggonbaugruppen. Um die vier meterlangen Schweißnähte parallel zu fügen, werden zwei Fahrwerke im Erdgeschoß und zwei Fahrwerke im ersten Stock verwendet.
Automatenträger mit Fahrwagen werden zum Schweißen von Wand-, Dach-, und Bodenkomponenten verwendet. Dabei werden zwei Schweißköpfe synchron in Längsrichtung bewegt. Jeder von ihnen besitzt eine taktile oder eine Laser-Nahtverfolgung, damit die Brenner automatisch positioniert werden können. Hauptvorteil des parallelen Schweißens: weniger Verzug.
Das flexibel einsetzbare schienengeführte Schweißfahrwerk FlexTrack45 Pro wird hauptsächlich zum Schweißen von Boden- und Dachkomponenten eingesetzt. Zum Lieferprogramm gehören eine intuitiv bedienbare Fernbedienung, eine ACC-Einheit zur automatischen Anpassung der Brennerdistanz zum Werkstück, lineare und radiale Brennerpendelungen für Stumpf- und Kehlnähte sowie eine mechanische Nahtabtastung.