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114. Jahrgang · 114 ème annèe · 114° anno · 24.04.2025 02/2025
1
OFFIZIELLES ORGAN DES SCHWEIZERISCHEN VEREINS FÜR SCHWEISSTECHNIK
SCHWEISSTECHNIK
SOUDURE · SALDATURA
Aus Industrie und Verbänden 4
Wasserstoff in Metallen 8
Schweissrauch und Schutzgase 16
Wasserstoff-Versprödung 20
Aluminium-Roboterschweissen 22
Reibschweissen in der Praxis 28
Analyse der Schutzgasströme 38
Aus Industrie und Verbänden
SCHWEIZERISCHER VEREIN FÜR SCHWEISSTECHNIK
ASSOCIATION SUISSE POUR LA TECHNIQUE DU SOUDAGE
ASSOZIAZONE SVIZZERIA PER LA TECNICA DELLA SALDATURA
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Aus Industrie und Verbänden 4
Wasserstoff in Metallen 8
Schweissrauch und Schutzgase 16
Wasserstoff-Versprödung 20
Aluminium-Roboterschweissen 22
Reibschweissen in der Praxis 28
Analyse der Schutzgasströme 38
Spezialisten der Schweisstechnik 39
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Veranstaltungskalender und Impressum 53
Editorial
Schweisstechnik · Soudure · Saldatura 02/2025
1
Liebe Leserinnen und Leser
Chers lecteurs, chères lectrices
Cari lettori e care lettrici,
Die diesjährige SVS-
Fachtagung in Olten
wurde zeitlich losgelöst
von der SVS-Jahresversammlung
durchgeführt;
dieses Konzept, so viel
lässt sich jetzt schon sagen,
fand bei den Teilnehmenden
eine gute Resonanz, was auch
die Anzahl der Teilnehmer zeigt. Einen Rückblick
auf diesen Event finden Sie ab Seite 50.
Das Thema Reibschweissen steht im Allgemeinen
nicht so stark im Mittelpunkt der Berichterstattung,
auch wenn es eigentlich ein
hochinteressantes Fügeverfahren ist, das sich
besonders zum Schweissen von Werkstoff-
Kombinationen oder von solchen Werkstoffen
eignet, die man als eher nicht schweissgeeignet
einstufen würde.
Daher wird dieses Fügeverfahren ab Seite
30 thematisiert. Eine Abwandlung davon ist
das Rührreibschweissen, das dann in einer
der nächsten Ausgaben detailliert vorgestellt
wird: Auch dies ein fantastisches Verfahren
mit hohem Zukunftspotenzial.
Dem Thema «Arbeitsschutz beim Schweissen»
kann man sich von verschiedenen Seiten
aus nähern und so ist es auch interessant
zu sehen, wie man durch die geeignete Wahl
des Schweissschutzgases Einfluss nehmen
kann auf die Menge und Art der entstehenden
Schadstoffe: Lesen Sie dazu den Bericht
ab Seite 16.
Ist Ihnen übrigens aufgefallen, dass das
Layout unserer Titelseite eine Auffrischung
erfahren hat? Dank der Ideen von Tessa
Kampmann, die im Team «Zentrale Dienste»
arbeitet, ist das neue Design entstanden -
und ich persönlich muss sagen: Es gefällt mir
ausgesprochen gut.
Wie gefällt Ihnen unsere neu gestaltete Titelseite?
Schreiben Sie mir gern Ihre Meinung
dazu.
Herzliche Grüsse
Eberhard Brune
Le colloque de l’ASS, qui s’est tenu cette
année à Olten, a été organisé indépendamment
de l’assemblée annuelle de l’ASS; et
l’on peut d’ores et déjà dire que ce concept
a reçu un bon écho auprès des participants,
ce qui se voit également à travers leur grand
nombre. Découvrez à partir de la page 50
une rétrospective de cet événement.
Généralement, le soudage par friction
n’est pas un thème très médiatisé, bien qu’il
s’agisse d’une technique d’assemblage fort
intéressante, qui se prête particulièrement
bien au soudage de combinaisons de matériaux
ou de matériaux que l’on ne jugerait
pas adaptés au soudage. Voilà pourquoi
cette technique d’assemblage est abordée à
partir de la page 30. Il existe une variante
de cette technique, à savoir le soudage par
friction-malaxage, qui fera l’objet d’une présentation
détaillée dans l’une des éditions
suivantes: là encore, il s’agit d’une méthode
fantastique qui recèle un énorme potentiel
d’avenir.
La «protection au travail des soudeurs» est
un sujet que l’on peut aborder de différents
angles, et il est également intéressant de voir
dans quelle mesure nous pouvons exercer
une influence sur la quantité et la nature des
polluants générés en choisissant le bon gaz
de protection pour le soudage: nous vous
invitons à découvrir le rapport sur ce sujet à
partir de la page 16.
D’ailleurs, avez-vous remarqué que la présentation
de notre page de titre a fait l’objet
d’une refonte? Le nouveau design est né
grâce aux idées de Tessa Kampmann, qui
travaille au sein de l’équipe «Services centraux»;
et personnellement, je dois dire qu’il
me plaît beaucoup.
Et vous, que pensez-vous de la nouvelle version
de notre page de titre? N’hésitez pas à
me donner votre avis.
Sincères salutations,
Eberhard Brune
Il convegno specialistico ASS di quest’anno,
tenutosi a Olten, si è svolto separatamente
dall’assemblea annuale ASS; si può già
affermare che questo concetto ha riscosso
il favore dei partecipanti, come dimostra
anche il relativo numero. A partire da pagina
50 è disponibile una retrospettiva
sull’evento.
In genere, il tema della saldatura a getto
d’attrito non è così centrale nelle relazioni,
pur trattandosi di una procedura di giunzione
molto interessante, particolarmente
idonea nel campo della saldatura di combinazioni
di materiali o di materiali che si considererebbero
poco adatti alla saldatura.
Pertanto, questa procedura di giunzione
viene trattata a partire da pagina 30. Una
variante di questa procedura è la saldatura
per attrito, che verrà poi presentata in dettaglio
in una delle prossime edizioni: anche
questa è una procedura fantastica con un
grande potenziale per il futuro.
Il tema della «Sicurezza sul lavoro durante
la saldatura» può essere affrontato da più
punti di vista, ed è quindi anche interessante
vedere come la scelta del gas di protezione
per la saldatura adatto possa influire sulla
quantità e sul tipo di inquinanti prodotti: per
maggiori informazioni, si raccomanda di
leggere la relazione a partire da pagina 16.
A proposito, avete notato che il layout della
nostra copertina è stato aggiornato? Il nuovo
design è nato grazie alle idee di Tessa
Kampmann, che lavora nel team «Servizi
Centrali», e personalmente devo dire chemi
piace davvero tanto.
E a voi piace la nostra nuova copertina?
Non vedo l’ora di ricevere le vostre opinioni
al riguardo.
Cordiali saluti
Eberhard Brune
Editorial
2 Aus Industrie und Verbänden
Weltroboterverband vergibt Auszeichnung
an Dr.-Ing. Caren Dripke
Dr.-Ing. Caren Dripke, Leiterin der Entwicklungsabteilung Robotik
bei Lorch Schweisstechnik, wurde gemeinsam mit neun
weiteren Frauen vom Weltroboterverband International Federation
of Robotics (IFR) mit dem Award «IFR's 10 Women Shaping
the Future of Robotics in 2025» ausgezeichnet.
Verliehen wird die Auszeichnung vom IFR mit dem Ziel, Frauen
mit ihrer Leistung in der Robotikbranche hervorzuheben und
ihnen mehr Sichtbarkeit zu verleihen.
«Diese Wertschätzung
freut mich sehr. Nicht nur
für mich persönlich, sondern
für das gesamte Team
der Lorch Schweisstechnik.
Zeigt die Auszeichnung
doch, dass wir alle zusammen
sehr gute Arbeit
leisten. Besonders bemerkenswert
dabei finde ich,
dass wir nicht als Hersteller
von Robotern oder als Sondertechnologieentwickler für Roboter,
sondern als Integrator mit einem speziellen Branchenthema
die Auszeichnung erhalten haben. Das ist wirklich toll», so
Caren Dripke.
Die Lorch Schweisstechnik, Pionier im Bereich des Inverterschweissens,
ist heute auch führend im Bereich Cobot-Schweissen
und baut unter der Leitung von Caren Dripke mit der Lorch
Cobot Welding World die Funktionen und technische Möglichkeiten
des Schweisscobots stetig aus.
Mit ihrer Arbeit will Caren Dripke auch zeigen, dass Frauen
im Bereich Technik nichts Ungewöhnliches sein müssen und
in Führungspositionen genauso Erfolg haben können, wie
ihre männlichen Kollegen: «Schweissen ist, mehr noch als die
Robotik, ein sehr männerdominiertes Feld. Leider gibt es nur
wenige sichtbare weibliche Talente und Vorbilder, was die
Vorstellung, dies sei kein Beruf für Frauen, noch verstärkt. Ich
bin froh, eines der Beispiele zu sein, die das Gegenteil beweisen,
mit viel Leidenschaft für das, was ich tue, mit wirklich
positivem und unterstützendem Feedback aus meinem Umfeld
und einem erfolgreichen Produkt. Ich bin mir sehr sicher, dass
wir alle von mehr weiblichen Talenten profitieren können, sei
es in den Bereichen Technik, Robotik oder Schweissen.»
Die International Federation of Robotics (IFR) wurde 1987
als Non-Profit-Organisation gegründet und verbindet die
Welt der Robotik rund um den Globus. Seit 2024 zeichnet
der Verband jährlich 10 Frauen mit dem IFR Award «IFR's 10
Women Shaping the Future of Robotics in 2025» aus. Zu den
Auswahlkriterien gehören Beiträge und Errungenschaften auf
dem Gebiet der Robotik, die die Branche vorantreiben, sowie
Aktivitäten zur Ermutigung junger Frauen, sich für eine Karriere
in MINT-Fächern oder in der Robotik zu entscheiden.
«Wir sind sehr glücklich, mit Caren Dripke eine Preisträgerin in
unseren Reihen zu haben, ist es doch eine Bestätigung unserer
team- und mitarbeiterzentrierten Unternehmenskultur.
Die Auszeichnung ist ein Beispiel für die hohe Innovationskraft
von Lorch, die ihres Gleichen sucht und massgeblich durch unsere
Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter vorangetrieben wird»,
freut sich Jens Gauder, Geschäftsführer der Lorch Schweisstechnik,
über die Auszeichnung für Caren Dripke.
Ziel dabei ist, neben der industriellen Anwendung, vor allem
auch Handwerks- und mittelständischen Betrieben einen möglichst
einfachen Zugang zur Schweissautomatisierung zu ermöglichen.
Aus Industrie und Verbänden
So können auch sie den stetig steigenden Marktanforderungen
gerecht werden und dem wachsenden Fachkräftemangel
besser entgegentreten.
Fasziniert von Technik und Produktionsabläufen war Caren
Dripke von Kindesbeinen an. Geprägt durch handwerkliche
Vorbilder im familiären Umfeld studierte sie nach ihrem Abitur
zunächst technische Kybernetik, absolvierte ihren Master
in Mechatronik und schloss 2021 am Institut für Steuerungstechnik
der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen
(ISW) der Universität Stuttgart ihre Promotion in den Ingenieurswissenschaften
mit summa cum laude ab.
Seit 2021 ist sie Abteilungsleiterin für die Entwicklung Robotik,
Industrierobotik- und Cobotlösungen bei der Lorch Schweisstechnik
GmbH und seit 2024 Mitglied der Geschäftsleitung.
Schweisstechnik · Soudure · Saldatura 02/2025 3
SWISS BEAM: Präzisionsschweissen für die
Quantentechnologie - Einblicke in die Zusammenarbeit
mit der Universität Basel
Wir freuen uns, unsere erfolgreiche Zusammenarbeit mit der
Forschungsgruppe für Quantensensorik am Departement für
Physik der Universität Basel zu teilen. Im Rahmen dieses Projekts
führten wir Machbarkeitsstudien durch, um elektrische,
thermische und mechanische Anforderungen in einem durchgängigen
Fertigungsprozess zu realisieren – eine entscheidende
Voraussetzung für die serielle Herstellung dieser hochpräzisen
Komponenten.
Ein herausragendes Beispiel dieser Zusammenarbeit ist die
Entwicklung einer speziellen Litzenbaugruppe. Diese Baugruppe
verbindet mehrere piezoelektrische Nanoscanner und
Nano-Positionierer sowohl elektrisch als auch thermisch. Die
Flexibilität der Verbindungen ist essenziell, da sich die Komponenten
relativ zueinander bewegen und nur minimalen Kräften
ausgesetzt werden dürfen. Auf dem Positionierungssystem ist
ein Rasterkraftmikroskop-Sensor aus Diamant angebracht, der
ein Stickstoff-Fehlstellen-Zentrum an der Spitze enthält. Mit
diesem Sensor kann das magnetische Feld einer Probe präzise
gemessen werden. Unsere Lösung umfasste das präzise Verschweissen
von Litzen mit einem Durchmesser von 0.4 mm (entspricht
einem Querschnitt von 0.13 mm²) und 42 feinen Adern
mit vier speziell dimensionierten Kupferplättchen (0.25 mm
dick, 3.0 mm breit). Nach dem Schweissen wurde die gesamte
Baugruppe galvanisch vergoldet, um Korrosion zu verhindern
und eine optimale elektrische Leitfähigkeit sicherzustellen. Auf
Isolierhüllen wurde bewusst verzichtet, um thermische und funktionale
Vorteile zu gewährleisten. Das Ergebnis dieser präzisen
Fertigung ist eine Baugruppe mit maximaler thermischer
Übertragung und minimalem elektrischem sowie thermischem
Widerstand. Diese Eigenschaften sind entscheidend für die Leistungsfähigkeit
und Zuverlässigkeit in der Quantentechnologie.
Das Elektronenstrahlschweissen erwies sich hierbei als ideales
Verfahren. Es ermöglicht das punktgenaue Einbringen sehr
geringer Energiemengen, was insbesondere beim Verbinden
von Kleinstteilen von Vorteil ist. Die Schweisszeiten wurden exakt
auf die Masse der Bauteile abgestimmt, und unser Inline-
Überwachungssystem garantiert eine reproduzierbare Qualität
sowie eine lückenlose Dokumentation der Prozessdaten.
Diese erfolgreiche Zusammenarbeit unterstreicht unser Engagement
für Hightech-Lösungen und zeigt, wie präzise Fertigungstechnologien
den Weg für die nächste Generation der
Quantentechnologie ebnen.
Aus Industrie und Verbänden
4 Aus Industrie und Verbänden
Aus Industrie und Verbänden
Bystronic gewinnt den Swiss Technology Award
2024
Mit dem neuen Autonomie-Kit «Intelligent Cutting Process
(ICP)» hat Bystronic den Swiss Technology Award in der Kategorie
«Industry Innovation» gewonnen. Zahlreiche Projekte
haben sich beworben, Bystronic schwang mit der autonomen
Laserschneidmaschine obenaus.
Der Swiss Technology Award ist die höchste Anerkennung der
Schweiz für Innovation und Technologie. Hinter diesem Award
steht die volle Innovationskraft von Bystronic: Das Potenzial
der künstlichen Intelligenz (KI) ist erkannt worden, um Kundenprobleme
zu lösen.
Ziel ist es, den Schneidprozess zu optimieren und zu automatisieren
und damit zentrale Herausforderungen des Metallbearbeitungsmarktes
zu adressieren:
• Hohe Personalkosten: Die Automatisierung von Programmierung,
Einrichten und Überwachen der Laserschneidmaschine
senkt die Personalkosten erheblich, da die Teile
nicht mehr nachbearbeitet werden müssen.
• Hohe Produktionskosten: Die Laserschneidmaschine minimiert
Rohmaterialverbrauch, Ausschuss und Nachbearbeitungsschritte,
was ebenfalls zu erheblichen Kosteneinsparungen
führt.
• Fachkräftemangel: Durch die Automatisierung des
Schneidprozesses wird der Bedarf an hochqualifizierten
Fachkräften reduziert.
Mit dieser Lösung hilft Bystronic seinen Kunden, nachhaltiger,
effizienter und kostengünstiger zu produzieren. Diese profitieren
ökologisch und ökonomisch durch eine kurze Amortisationszeit
der Investition.
Andreas Lüdi, Stv. Leiter Vorentwicklung, erklärt dazu: «Mit
unserem neuen Feature «Intelligent Cutting Process (ICP)»
bieten wir eine teilautonome Maschine an und haben erste
Anwendungsfälle erfolgreich am Markt etabliert. Um den Autonomiegrad
der Maschine weiter zu erhöhen, arbeiten wir
daran, neben der Geschwindigkeit noch weitere Prozessparameter
zu regeln. In naher Zukunft werden wir das Produkt zur
Serienreife bringen.»
Der Swiss Technology Award
Innovation ist der wichtigste Motor der Schweizer Wirtschaft
und sichert ihren Wohlstand. Die Verleihung des Swiss Technology
Award unterstützt und fördert diese Innovationskultur.
Jedes Jahr werden herausragende technologiebasierte Innovationen
und Entwicklungen von Start-ups, Universitäten sowie
etablierten Unternehmen in drei Kategorien ausgezeichnet.
Schweisstechnik · Soudure · Saldatura 02/2025 5
Refrigeration (HVAC&R)» Fachleute der Aluminiumwärmetauscher-Industrie
in der nordrrhein-westfälischen Landeshauptstadt
Düsseldorf zusammen.
Jetzt anmelden: Die Veranstaltungen des DVS im
zweiten Quartal 2025 auf einen Blick
Fachinformationen und Erfahrungsaustausch: Das bieten die
Veranstaltungen des DVS – Deutscher Verband für Schweissen
und verwandte Verfahren e. V. Die Registrierung für interessierte
Fachleute und Verbandsmitglieder ist eröffnet.
Der Kongress bietet eine Gelegenheit zum Austausch mit
führenden Spezialisten der Branche. In diesem Jahr wird die
Veranstaltung im Radisson Blu Conference Hotel in Düsseldorf
stattfinden.
Weitere Informationen und Anmeldung: https://www.dvsevents.com/en/events/AluBrazing2025
Folgende Veranstaltungen finden im zweiten Quartal dieses
Jahres statt:
05.05.2025 – 08.05.2025 ITSC - International Thermal
Spray Conference and Exposition, Vancouver
Die weltweit führende Veranstaltung für Anwender, Dienstleister
und Hersteller aus der Branche des Thermischen Spritzens
findet vom 05.04. - 08.05.2025 im Vancouver Convention
Centre in Kanada statt. Seit mehr als 20 Jahren hat sich die
ITSC mit Konferenz und Ausstellung erfolgreich etabliert. Auf
der ITSC 2025 steht das Thema Nachhaltigkeit im Mittelpunkt.
Unter dem Motto „Sustainable Innovations in Thermal Spray
Technology: Pioneering a Greener Future” werden aktuelle
Herausforderungen der Branche unter Fachleuten diskutiert.
Im Rahmen der ITSC finden zudem die „Young Professionals
Sessions“ statt, die Nachwuchsakademikern eine Chance bieten,
ihr Thema einem internationalen Fachpublikum vorzustellen.
Weitere Informationen und Anmeldung: https://www.asminternational.org/itsc-2025/
22.06.2025 – 27.06.2025 Aluminium Brazing featuring
Aluminium Heat Exchanger Technologies for Automotive
and HVAC&R 2025, Düsseldorf
Seit nunmehr 25 Jahren bringt die Konferenz und Ausstellung
«International Congress and Exhibition on Aluminium Brazing
Featuring: ‘Conference on Aluminium Heat Exchanger
Technologies for Heating, Ventilation, Air Conditioning and
22.06.2025 – 27.06.2025
78th International Institute of Welding (IIW) Annual Assembly
and International Conference on Welding and
Joining
Die 78. Jahresversammlung des International Institute of Welding
(IIW) und die angegliederte Internationale Konferenz zu
den Themen Schweissen und Fügen findet in diesem Jahr in
Genua statt.
Die vom Italian Institute of Welding organisierte Konferenz
wird die neuesten Entwicklungen in den Bereichen Industrie
und Technik, akademische Forschung, Aus- und Weiterbildungsaktivitäten,
Qualifizierung und Zertifizierung von Personen
vorstellen.
Weitere Informationen und Anmeldung: https://iiw2025.com
24.06.2025 – 26.06.2025 LÖT 2025, Aachen
Vom 24. bis 26. Juni 2025 findet in Aachen die 14. Internationale
Konferenz für Hartlöten, Hochtemperaturlöten und
Diffusionskleben statt. Diese Konferenz ist eine der weltweit
führenden Veranstaltungen auf diesem Gebiet. Sie bietet Wissenschaftlern,
Ingenieuren und Fachleute aus der Branche
eine internationale Plattform, um aktuelle Themen rund um das
Hartlöten zu diskutieren.
Weitere Informationen und Anmeldung: https://www.dvsevents.com/en/events/L%C3%96T2025
Aus Industrie und Verbänden
6Merkblätter, Richtlinien und Normen
Merkblätter, Richtlinien und Normen
Entwurf Richtlinie DVS 1801
«Anforderungen an Betriebe und Personal für das nasse Unterwasserschweissen
– Herstellerqualifikation»
(Ausgabe März 2025; Einsprüche bis 31. Mai 2025)
Diese Richtlinie ist Grundlage für die Zertifizierung von Betrieben,
die an Bauwerken nasse Unterwasserschweissarbeiten
ausführen.
Merkblatt DVS 0924
«Gütesicherung beim vollmechanischen bzw. automatischen
MIG-MAG-Schweissen – Anforderungen an MIG-MAG-
Schweissgeräte»
(Ausgabe März 2025)
Das vorliegende Merkblatt gilt ausschliesslichfür MIG-MAG-
Schweissgeräte, die vorwiegend in vollmechanisch bzw. automatisch
arbeitenden Schweissanlagen eingesetzt werden.
Die Hinweise und Empfehlungen können sinngemäss auch für
teilmechanisch eingesetzte Schweissgeräte benutzt werden.
Nach DIN 1910-100 unterscheiden sich teilmechanisches
und vollmechanisches bzw. automatisches Schweissen zwar
nur durch die Art der Schweissbrennerführung bzw. durch die
Handhabung.
Nicht eingegangen wird auf die Belastung der Geräte, auf die
Einschaltdauer und auf Fragen der Qualitätssicherung. Diese
Merkmale unterliegen beim vollmechanischen bzw. automatischen
Schweissen ganz anderen Kriterien. So muss die
Belastbarkeit der Anlagenbauteile auf 100 % ED in Abhängigkeit
von der benötigten Leistung ausgelegt sein. Schweissgeräte,
eingebaut in Transferstrassen, müssen zum Anschluss
von Schweissparameter-Überwachungssystemen geeignet
sein, um frühzeitig auf etwaige Qualitätsmängel hinzuweisen.
Merkblatt DVS 0701
«Positionspapier der Verbände DVS und ZVEI – Übertragbarkeit
von Schweissanweisungen für Standardschweissverfahrensprüfungen
(SWPS)» (Ausgabe März 2025)
Europaweit gilt die Norm DIN EN 1090 (Teile 1-3). Sie regelt
die Herstellung von Stahl- und Aluminiumkonstruktionen nach
einem einheitlichen europäischen Standard.
In ihr werden die Anforderungen hinsichtlich Schweissaufsichtspersonen,
geprüften Unterwasserschweissern sowie
den betrieblichen Voraussetzungen definiert. Sie richtet sich
weiterhin an alle, die mit der Ausschreibung, Planung, Durchführung
und Prüfung von Unterwasserschweissarbeiten zu tun
haben.
Entwurf DIN 17022-3
«Wärmebehandlung von Eisenwerkstoffen – Verfahren der
Wärmebehandlung – Einsatzhärten» (Ausgabe März 2025;
Einsprüche bis 31. März 2025)
Dieses Dokument ist Teil der Normenreihe DIN 17022, Wärmebehandlung
von Eisenwerkstoffen – Verfahren der Wärmebehandlung,
einer Reihe von Verfahrensnormen über die
verschiedenen Wärmebehandlungsverfahren von Eisenwerkstoffen.
Ziel dieser Dokumente ist die Schaffung eines Leitfadens für
die praktische Durchführung der verschiedenen Wärmebehandlungsverfahren,
womit die Lücke zwischen DIN EN ISO
4885, Eisenwerkstoffe – Wärmebehandlung – Begriffe, und
den Technischen Lieferbedingungen für Stähle geschlossen
werden soll.
Entwurf DIN EN ISO 6892-2
«Metallische Werkstoffe – Zugversuch – Teil 2: Prüfverfahren
bei erhöhter Temperatur»
(Ausgabe März 2025; Einsprüche bis 25 März 2025)
In diesem Dokument werden zwei Verfahren bezüglich der
Prüfgeschwindigkeit beschrieben. Das erste, das Verfahren A,
basiert auf den Dehngeschwindigkeiten (einschliesslich der
Traversengeschwindigkeit) mit engen Toleranzen (±20 %) und
das zweite, das Verfahren B, basiert auf herkömmlichen Dehn-
Auch die Anforderungen an die Herstellerbetriebe solcher
Produkte wurden mit der DIN EN 1090 ff. festgelegt.
Zielsetzung dabei ist es, eine nachweisbar reproduzierbare
Qualität der Produkte gewährleisten zu können. Hersteller
z. B. von Schweissstromquellen führen die Qualifizierungen
(WPQR)
Schweisstechnik · Soudure · Saldatura 02/2025 7
geschwindigkeitsbereichen und Toleranzen. Verfahren A ist,
wenn dehngeschwindigkeitsabhängige Kennwerte bestimmt
werden, zur Minimierung von Unterschieden in den Prüfgeschwindigkeiten
und zur Minimierung der Messunsicherheit
der Prüfergebnisse vorgesehen.
Entwurf DIN EN 15594
«Bahnanwendungen – Infrastruktur – Aufarbeitung von Schienen
durch elektrisches Lichtbogenschweissen»
(Ausgabe März 2025; Einsprüche bis 31. März 2025)
Dieses Dokument behandelt elektrische Reparaturschweissungen,
die sich nur auf den Schienenkopfbereich beziehen. Es
beschreibt ein Zulassungssystem für Schweisszusatzwerkstoffe
und für Verfahren bei der Ausführung von Reparaturschweissungen
an Schienen mit Metall-Lichtbogenhandschweissung
und Schmelz-Fülldrahtschweissungen.
Dieses Dokument schliesst die qualitätsbezogenen Aufgaben
und Verantwortlichkeiten des Personals, das sich mit der elektrischen
Lichtbogenreparaturschweissung an Schienen befasst,
ein.
DIN EN 9102
«Luft- und Raumfahrt – Qualitätsmanagementsysteme – Anforderungen
an die Erstmusterprüfung»
(Ausgabe Januar 2025)
Dieses Dokument legt die grundlegenden Anforderungen für
die Durchführung und Dokumentation der Erstmusterprüfung
(FAI) fest.
Entwurf DIN EN ISO/IEC 17020
«Konformitätsbewertung – Anforderungen
an Stellen, die Inspektionen durchführen»
(Ausgabe März 2025; Einsprüche bis 14. April 2025)
Dieses Dokument wurde mit dem Ziel erarbeitet, Vertrauen in
Stellen, die Inspektionen durchführen, zu fördern.
Es behandelt die Tätigkeiten von Inspektionsstellen, deren Arbeit
die Prüfung von Materialien, Produkten, Installationen,
Anlagen, Prozessen, Arbeitsabläufen oder Dienstleistungen
einschliessen kann, sowie die Bestimmung ihrer Konformität
mit den Anforderungen und der nachfolgenden Berichterstattung
über die Ergebnisse aus diesen Tätigkeiten an die Auftraggeber
und, soweit erforderlich, an die Behörden.
Dieses Dokument enthält Anforderungen an die Kompetenz
dieser Stellen, sowie an die Unparteilichkeit und Konsistenz
ihrer Inspektionstätigkeiten.
Entwurf DIN EN ISO 11612
«Schutzkleidung – Kleidung zum Schutz gegen Hitze und
Flammen – Mindestleistungsanforderungen»
(Ausgabe Februar 2025; Einsprüche bis 10. März 2025)
Dieses Dokument legt die Leistungsanforderungen an Schutzkleidung
fest, die aus flexiblen Materialien besteht und zum
Schutz des Körpers, mit Ausnahme der Hände, des Trägers
gegen Hitze oder Flammen vorgesehen ist.
Zum Schutz von Kopf und Füssen des Trägers sind nur Gamaschen,
Überschuhe und Hauben im Anwendungsbereich
dieses Dokuments enthalten. In Bezug auf Hauben werden jedoch
keine besonderen Anforderungen an Sichtscheiben und
Atemgeräte gegeben.
Falls die Anforderungen nach diesem Dokument geltenden behördlichen
oder gesetzlichen Anforderungen widersprechen
sollten, muss den geltenden behördlichen und gesetzlichen
Anforderungen Vorrang gegeben werden. Hauptzweck der
Erstmusterprüfung ist es, zu validieren, dass Produktrealisierungsprozesse
die Herstellung von Teilen und Baugruppen
ermöglichen, die die technischen und Design-Anforderungen
erfüllen.
Eine gut geplante und durchgeführte FAI wird den objektiven
Nachweis erbringen, dass die Prozesse des Herstellers konforme
Produkte herstellen können, sowie dass die damit in
Zusammenhang stehenden Anforderungen verstanden und
einbezogen wurden. Die FAI wird:
• Vertrauen dahingehend schaffen, dass Produktrealisierungsprozesse
zur Herstellung konformer Produkte geeignet
sind
• nachweisen, dass Hersteller und Verarbeiter des Produkts
ein Verständnis der damit in Zusammenhang stehenden
Anforderungen besitzen
• den objektiven Nachweis der Prozessfähigkeit erbringen;
• potentielle Risiken in Zusammenhang mit dem Produktionsbeginn
oder Prozessänderungen vermindern
• die Produktkonformität bei Produktionsbeginn und nach
den in dieser Europäischen Norm beschriebenen Änderungen
sicherstellen
Quellen: DIN und DVS
Merkblätter, Richtlinien und Normen
8
Wasserstoff in Metallen
Wasserstoff und seine Wechselwirkung
mit metallischen Werkstoffen - Teil 2
Vorwort
Dieser Fachbericht befasst sich mit Thema Wasserstoff,
seinem Vorkommen und seinem Verhalten in metallischen
Werkstoffen. Diese wurden im ersten Teil in Ausgabe
1-2025 dieser Zeitschrift beschrieben.
In diesem zweiten Teil werden die typischen Wasserstoffschäden
und die Möglichkeiten zu deren Vermeidung
aufgezeigt.
DI Dr. Gerhard Posch
beschreiben; eine gesamtumfassende Theorie wurde bislang
allerdings noch nicht gefunden. Einige Theorien finden heute
die grösste Zustimmung.
Hydrogen-Enhanced Decohesion (HEDE)
HEDE setzt voraus, dass Wasserstoff die atomaren Bindungskräfte
des Metallgitters reduziert. Wenn lokal an Gitterfehler,
zum Beispiel im Gitter vor einer Rissspitze oder an der Grenzfläche
einer Ausscheidung, eine kritische Wasserstoffkonzentration
erreicht wird, kommt es bei einer höheren Zugbelastung
zu einer spröden Materialtrennung und nicht zu einem Abgleiten
der Metallatome.
Hydrogen-Enhanced Localised Plasticity (HELP)
HELP trifft als Annahme, dass der gelöste Wasserstoff die Versetzungsbewegung
erleichtert und sich auch bevorzugt vor
der Rissspitze im Gitter ansammelt. Dadurch kommt es unmittelbar
vor der Rissspitze zur Bildung von Mikrohohlräumen,
Bild 14: Bruchflächenbilder von Stählen mit Wasserstoffversprödung [7]
Schädigende Wirkung des Wasserstoffs
Viele Schadensfälle werden mittlerweile mit Wasserstoff als
einem «Hauptverantwortlichen» in Verbindung gebracht. Um
die negativen Auswirkungen abschätzen zu können, ist es allerdings
notwendig, den Schädigungsmechanismus zu kennen,
um durch gezielte Massnahmen einen möglichen Schadensfall
vermeiden zu können.
Schädigungsmechanismen
Da in einem Schadensfall Wasserstoff im Nachhinein nicht
direkt nachgewiesen werden kann, ist es trotz einer über
145-jährigen Erforschung dieses Themas nicht möglich, seine
Wirkung hinlänglich genau zu beschreiben.
Es wurden vielmehr verschiedene Theorien entwickelt, die versuchen,
zumindest wesentliche Teilaspekte seiner Wirkung zu
die in weiterer Folge zusammenwachsen und für einen lokalisierten
(plastischen) Rissfortschritt verantwortlich sind.
Adsorption- Induced Dislocation Emission (AIDE)
AIDE geht wie HELP von einer ähnlichen Annahme aus, dass
sich Wasserstoff vor der Rissspitze ansammelt und dabei Mikrohohlräume
und in weiterer Folge einen lokalisierten (plastischen)
Rissfortschritt verursacht.
Allerdings kommt der Wasserstoff nicht aus dem Werkstoff,
sondern von der Rissoberfläche, wo die Wasserstoffatome
adsorbiert sind und die Bindung der Metallatome schwächen.
Schweisstechnik · Soudure · Saldatura 02/2025 9
Bild 15: Kaltrissbildung bei Stählen
Dadurch können aber auch die Metallatome in den Gleitebenen
leichter abgleiten und sich auch wieder Mikrohohlräume
bilden.
Drucktheorie («Fischaugen»-Modell)
Atomarer Wasserstoff diffundiert durch das Metallgitter und
sammelt sich an Hohlräumen (Poren, Lunker, Leerstellen) an.
Es kommt in weiterer Folge zur Bildung von H 2 mit einer 26-fachen
Volumenvergrösserung, verbunden mit hohen inneren
Spannungen. Die Überlagerung mit äusseren Spannungen
führt zum typischen Bruchbild: eine zentrale Pore, umgeben
von einer kreisförmigen, spröden Bruchfläche.
Hochtemperatur-Wasserstoffangriff (HTHA)
HTHA tritt ausschliesslich bei hohen Temperaturen und hohen
Wasserstoffdrücken auf. Atomarer Wasserstoff dringt
in niedriglegierten Stahl ein und reagiert mit Kohlenstoff zu
CH4 (Methan) und sprengt aufgrund der hohen Volumenzunahme
ähnlich wie bei der Drucktheorie das Material.
Temperatur und Wasserstoffpartialdruck spielen
dabei eine entscheidende Rolle. Die Beständigkeit
und Einsatzgrenzen der Stähle werden in speziellen
Diagrammen, den «Nelson-curves», beschrieben.
Bild 16: Grenz-H 2 -Gehalte in Stählen in Abhängigkeit von Rm (Sammlung Literaturwerte)
dementsprechend ist je nach Anwendung ein in Normen definiertes
Mass an Poren zulässig. Aufgrund der höheren Löslichkeit
von Wasserstoff im Austenit sind bei weiterer Abkühlung
keine nennenswerten Effekte zu erwarten – ausser bei sehr
hoher externer Beladung des Werkstoffs mit Wasserstoff, die
allerdings aufgrund der geringen Diffusionsgeschwindigkeit
im Vergleich zum Ferrit nicht ganz so einfach ist.
Falls der Austenit in weiterer Folge umwandelt, dann spielt das
entstehende Gefüge eine entscheidende Rolle: Bei ferritischperlitischen
Gefügen werden selten negative Einflüsse erkennbar.
Es ist zwar im Ferrit deutlich weniger Wasserstoff lösbar,
allerdings wird im Zuge der eutektoiden Umwandlung dem
Wasserstoff etwas mehr «Platz» im Gefüge geboten.
Auch erfolgt dies bei Temperaturen, bei denen der Wasserstoff
sehr gut diffundieren kann, sodass eine schädigende Wirkung
nur in den seltensten Fällen bei einem hohen Überangebot an
Wasserstoff zu erwarten ist. Im Falle einer Martensitbildung
kann es aber zu einer signifikanten Versprödung bis hin zu einer
Rissbildung kommen. Da die Martensitbildung allerdings
erst bei tieferen Temperaturen abgeschlossen ist, kann eine
Rissbildung aber auch erst spät am «kalten» Bauteil passieren
- man spricht deshalb von einem «Kaltriss».
Wasserstoff und Stahl
Wasserstoff kann das plastische Verhalten eines Stahles sehr
stark beeinflussen und zu einer signifikanten Versprödung bis
hin zum Versagen führen. Da sich die Wirkung nicht auf einen
einzigen Schädigungsmechanismus zurückführen lässt, ist das
Versagensbild oft sehr unterschiedlich (Bild 14).
Die Wirkung des Wasserstoffs ist jedoch sehr stark vom Gefüge
des Stahls abhängig. Bei der Erstarrung, die in den meisten
Fällen «d-ferritisch» erfolgt, ist die Löslichkeit von Wasserstoff
aufgrund der hohen Temperatur hoch.
Sollte es zu einem Überangebot an Wasserstoff bei der Erstarrung
kommen, wie es zum Beispiel beim Schweissen mit feuchten
Elektroden sein kann, dann werden sich Wasserstoffporen
bilden. Poren haben allerdings in geringer Anzahl und Grösse
keine nennenswerten Auswirkungen auf die mechanischtechnologischen
Eigenschaften bei Standardanwendungen;
Kaltrissbildung
Als kritisches Gefüge für die schädigenden Wirkung des Wasserstoffs,
der Wasserstoffversprödung, wurde der Martensit
identifiziert. In Verbindung mit Spannungen kann es zur Rissbildung,
zum sogenannten «wasserstoffinduzierten Sprödbruch»
kommen (Bild 15).
Ohne Martensit ist weder im austenitischen noch im ferritischen
Gefüge - ausser bei extrem hoher Wasserstoffbeladung - ein
wasserstoffinduzierter Riss zu erwarten. Martensit ist aber einer
der wichtigsten Gefügebestandteile im Stahl, da er die Voraussetzung
für die hohe Festigkeit und Härte ist.
Er ist daher in vielen Fällen ein unabdingbarer Gefügebestandteil
im Stahl und wird durch eine entsprechende Wärmebehandlung
gezielt eingestellt. Er kann sich aber auch «unerwünscht»
bei schneller Abkühlung des Stahls bilden. Bildet
sich ein Martensit-Gefüge, dann hängt es von der Menge
Wasserstoff in Metallen
10
Wasserstoff und seine Wechselwirkung
mit metallischen Werkstoffen - Teil 2
• eine Abkühlung bis knapp unter die «Martensit-finish-
Temperatur» Mf, damit eine etwaige Martensitumwandlung
abgeschlossen wird und unmittelbar anschliessend
eine Anlass-Wärmebehandlung – oder auch eine Wasserstoffarmglühung
(«soaking» genannt) durchführen
• den Wasserstoffgehalt im Werkstoff generell sehr niedrig
halten
Beim Schmelzschweissen wird der Stahl in der Wärmeeinflusszone
nahe der Schmelzlinie immer auf sehr hohe Temperaturen
erhitzt und anschliessend wieder relativ rasch abgekühlt
und somit ist die Gefahr der Kaltrissbildung, natürlich abhängig
vom Legierungssystem, vor allem bei dicken Bauteilen
häufig gegeben.
Bild 17: Wasserstoffversprödung (HE) durch extern eingebrachten Wasserstoff in Abhängigkeit
von der Streckgrenze von Stählen [11]
Um dies zu unterbinden, wird in der Schweisstechnik über das
«Kohlenstoffäquivalent», welches sich aus der chemischen Zusammensetzung
des Werkstoffs berechnet, eine sogenannte
«Vorwärmtemperatur» abgeleitet.
Wird das Bauteil vor dem Schweissen auf diese Temperatur
gebracht, verlangsamt sich die Abkühlung und die Martensitbildung
wird deutlich zu reduziert. Zusätzlich werden in kritischen
Fällen Elektroden verwendet, die einen sehr niedrigen
Wasserstoffeintrag in die Schweissnaht haben.
Kritischer Wasserstoffgehalt im Stahl
Der ertragbare Grenzwasserstoffgehalt im Stahl hängt sehr
stark vom Gefüge, im speziellen vom Martensit, und damit von
der Festigkeit ab: Je höher diese ist, desto mehr Martensit ist
im Gefüge und desto niedriger ist der Grenzwasserstoffgehalt
(Bild 16) und desto höher wird die Kaltrissempfindlichkeit.
Bei ultrahochfesten Stählen liegt dieser Wert bereits nahe bei
1 ppm – und damit aber auch bereits im Streubereich der
Messung.
Wasserstoff in Metallen
Bild 18: Kraft/Verschiebungsdiagramm Stempeldrucktest eines X70-pipeline Stahls mit
unterschiedlichen CH4/H2-Gemischen (Druck: 100 bar) [12]
an Wasserstoff und der Höhe der Spannungen ab, ob sich
letzten Endes ein Riss bildet. Dabei können die entstehenden
Umwandlungsspannungen und die thermischen Spannungen
bereits ausreichen, um eine Rissbildung zu verursachen. Da
dies speziell beim Härten auftreten kann, spricht man oft von
Härterissen.
Um Kaltrisse zu vermeiden, ist es daher notwendig, an den in
Bild 15 gezeigten «Stellschrauben zu drehen»:
• eine langsamere Abkühlung, um die Martensitbildung zu
verhindern oder zu reduzieren und die Umwandlungsspannungen
zu verringern
Aufgrund des mit zunehmender Festigkeit immer niedrigerer
werdenden Grenzwasserstoffgehalts sinkt die ertragbare
Menge eines zusätzlich von aussen einbrachten Wasserstoffs,
beispielsweise durch ein wasserstoffhaltiges Medium, durch
anaerobe und mikrobiologische Korrosionsprozesse, durch
elektrolytische Beschichtungsprozesse oder auch durch das
Schweissen.
In Bild 17 ist die Wirkung einer zusätzlichen Menge an Wasserstoff
auf die Kaltrissbildung schematisch dargestellt: bei
niedrigen Streckgrenzen und sehr hohen eingebrachten Wasserstoffgehalten
kann es zur Wasserstoffblasenbildung (Hydrogen
blistering) kommen, mit steigender Festigkeit steigt die
Gefahr Kaltrissbildung deutlich an.
In Analogie zu Bild 16 ist der zusätzlich ertragbare Wasserstoff
bei höchsten Festigkeiten extrem niedrig.
Schweisstechnik · Soudure · Saldatura 02/2025 11
Bild 19: Gasporosität bei einer Aluminium-Schweissnaht [13] Bild 20: Einfluss von Ni auf H 2 -Versprödung nach Auslagerung (30 MPa, 723K, 20h) [15]
Weiters wird die signifikante Erhöhung der Wasserstoffempfindlichkeit
durch höhere Schwefel- und Mangangehalte im
Stahl, wie früher bereits beschrieben, bestätigt.
Auswirkung von Wasserstoff auf die mechanisch-technologischen
Eigenschaften von Stahl
Zum mechanisch-technologischen Nachweis der Wirkung
des Wasserstoffs werden die zu prüfenden Proben mit «externen
Wasserstoff» beladen. Durch unterschiedliche Anteile
an Wasserstoff im Hauptgas, also durch unterschiedliche
Wasserstoff-Partialdrücke, werden über die Probenoberfläche
unterschiedliche Mengen an atomarem, also diffusiblen
Wasserstoff eingebracht.
Die Auswirkungen lassen sich bereits in den Spannungs-Dehnungskurven,
die ja aus Kraft-Verschiebungsdiagrammen [12]
abgeleitet werden, erkennen: Die Bruchdehnungen werden
bereits bei geringeren Mengen an eingebrachten Wasserstoff
deutlich reduziert, während die Bruchfestigkeit erst bei höheren
Gehalten deutlich reduziert wird.
Als Nachweis für die Wirkung des Wasserstoffs wird daher
häufig die Bruchdehnung, aber auch die Brucheinschnürung
herangezogen. Ein ähnlich grosser Einfluss wird zudem auch
bei der Kerbschlag- und Risszähigkeit festgestellt.
Effekte von Wasserstoff sind aber auch im low- und highcycle-
Fatique und in Rissfortschrittskurven (da/dN) erkennbar.
Wasserstoff und Aluminium
Im Vergleich zu Stahl sind die Auswirkungen von Wasserstoff
in Aluminium noch nicht ausreichend erforscht, obwohl von allen
Gasen nur Wasserstoff in Aluminium löslich ist. Aufgrund
des hohen Löslichkeitsunterschiedes zwischen der Schmelze
und dem festen Metall (Bild 4) führt dies hauptsächlich zu einer
Gasporosität (Bild 19), sodass speziell beim Giessen und
Schweissen mit dem Auftreten einer Wasserstoff-Porosität zu
rechnen ist. Die Porosität hat allerdings keine versprödende,
sondern hauptsächlich eine festigkeitsreduzierende Wirkung.
Die auftretende Minderung der Bruchdehnung ist darauf zurückzuführen,
dass der Wert auf den gesamten, mit Poren behafteten
Probenquerschnitt bezogen wird.
Des Weiteren werden dem Wasserstoff auch eine Verschlechterung
der Giessbarkeit, Oberflächenfehler bei Oberflächenbehandlungen,
Warmrisse bei thermischer Behandlung, Mikroexplosionen
beim Schweissen und eine Verschlechterung
der mechanischen Gütewerte zugeschrieben.
Untersuchungen [14] haben allerdings gezeigt, dass hochfeste
Al-Zn-Mg-Cu-Aluminiumlegierungen des Typs 7xxx
auch anfällig für eine Wasserstoffversprödung sind, wobei die
Versprödung an den Korngrenzen und nicht im Gitter erfolgt.
Die Auswirkungen sind hauptsächlich in einer Reduzierung der
Bruchdehnung erkennbar.
Wasserstoff und Kupfer
Kupfer ist bekannt für seine Empfindlichkeit gegenüber Wasserstoff.
Auch hier wirkt der Wasserstoff versprödend und wird
als «Wasserstoffkrankheit des Kupfers» bezeichnet.
Wasserstoffkrankheit des Kupfers
Darunter wird die Entstehung von Rissen und Hohlräumen in
sauerstoffhaltigen Kupfersorten beim Kontakt mit wasserstoffhaltigen
Gasen verstanden.
Die Herstellung dieser Kupfersorten erfolgt nicht unter dem
Ausschluss von Sauerstoff, sodass geringe Mengen an Kupfer-
Wasserstoff in Metallen
12
Wasserstoff und seine Wechselwirkung
mit metallischen Werkstoffen - Teil 2
Dadurch spielt bei den a+b-Legierungen auch das Phasenverhältnis
eine entscheidende Rolle: Ein zusammenhängendes
b-Netzwerk ermöglicht eine schnelle und gleichmässige Verteilung
des Wasserstoffs, während ein niedriger b-Anteil eine
Hydridbildung an a-/b-Grenzflächen nicht verhindern kann.
Die Effekte des Wasserstoffs auf die mechanischen Eigenschaften
des Titans hängen auch von der Verformungsgeschwindigkeit
ab. Dabei verhalten sich allerdings unlegiertes
und legiertes Titan unterschiedlich: Während unlegiertes Titan
bei hoher Verformungsgeschwindigkeit empfindlich regiert,
sind Titanlegierungen bei niedriger Verformungsgeschwindigkeit
und im gekerbten Zustand empfindlicher.
Bild 21: H 2 -Versprödung von Inconel 600 und Auslagerungszeit bei 700°C [15 ]
oxidul (Cu 2 O) darin enthalten sind. Der Sauerstoff wird dabei
gezielt zur Oxidation von Verunreinigungen eingesetzt, um
elektrisch hochleitende Kupfersorten zu erzeugen.
Beim Erhitzen über 500 °C (Schweissen, Löten) dieser sauerstoffhaltigen
Kupfersorten diffundiert Wasserstoff in das Metall
und reagiert mit dem Kupferoxidul:
Wasserstoff und Nickel
Reines Nickel ist sehr empfindlich gegenüber Wasserstoffversprödung.
Als Ursache für die Versprödung wird dabei neben
der Behinderung der Versetzungsbewegung durch den Wasserstoff
auch eine Nickelhydridbildung verantwortlich gemacht.
Untersuchungen haben weiters gezeigt, dass die wasserstoffinduzierten
Risse dabei an den Korngrenzen verlaufen.
Aber auch alle Nickel-Zweistoffsysteme mit Kupfer, Eisen, Kobalt
und Wolfram sind auf der Nickelseite ebenso empfindlich
auf Wasserstoff. Ähnlich verhält es sich auch in einigen nickelreichen
Legierungen, wie K-Monel. Je höher der Nickelanteil
ist, desto höher ist auch die Wasserstoffversprödung (Bild 9)
[15].
Wasserstoff in Metallen
Cu 2 O + H 2 ‹-› 2 Cu + H 2 O (Dampf)
Der entstehende Wasserdampf sprengt das Gefüge, weil das
Kupferoxidul als dünnes Netzwerk von Cu-Cu 2 O-Eutektikum
auf den Korngrenzen liegt. Aus diesem Grund sind diese Kupferlegierungen
im Gegensatz zu den sauerstofffreien oder
mit Phosphor desoxidierten Kupfervarianten weder schweissnoch
lötgeeignet.
Wasserstoff und Titan
Wasserstoff sammelt sich auf den Gleit- und Zwillingsebenen
an oder scheidet sich als Titanhydrid (Ti 4 H 5 , TiH 2 ) aus. In beiden
Fällen führt dies zu einer Versprödung: während auf den
Gleitebenen die Versetzungsbewegung behindert wird, ist das
Titanhydrid eine spröde Phase, die unter Druck zerfällt und dadurch
das Formänderungsvermögen sehr stark verringert.
Die Löslichkeit von Wasserstoff in Titan ist im Vergleich zu Stahl
allerdings sehr hoch: während a-Titan einige 100 ppm lösen
kann, kann b-Titan einige 1000 ppm lösen, ohne dass sich ein
Titanhydrid ausscheidet.
Es ist allerdings auch der Diffusionskoeffizient in b deutlich
niedriger als in a und der absorbierte Wasserstoff wird als Hydrid
an der Oberfläche des a-Gefüges gebunden, während
er sich relativ gleichmässig im b-Gefüge verteilt.
Die Mechanismen sind jedoch nicht vollständig erforscht –
Ausscheidungen, bevorzugt Chrom-Karbide, die sich feinverteilt
an den Korngrenzen ausscheiden, ebenso wie beispielsweise
die d-Phase (Ni 3 Nb), könnten als »hydrogen traps”
dienen und dadurch die Wasserstoffempfindlichkeit merkbar
erhöhen.
Je höher die Zugfestigkeit der Legierung ist, desto grösser ist
dabei auch die wasserstoffbedingte Reduktion der Festigkeit
und Bruchzähigkeit. Die wird Kerbempfindlichkeit erhöht.
Die Auslagerungstemperaturen und Auslagerungszeiten spielen
dabei ebenfalls einen wesentlichen Einfluss, wobei sich die
verschiedenen Nickelbasislegierungen deutlich unterschiedlich
verhalten. Gerade bei lösungsgeglühten, hitzebeständigen
Legierungen, wie zum Beispiel Inconel 600, aber auch
bei Hastalloy X kann es dadurch nach längerer Zeit zu einer
wasserstoffbedingten Versprödung kommen (Bild 21).
Wasserstoffversprödungsverhalten der metallischen
Werkstoffe
Die Wirkung von Wasserstoff auf metallische Werkstoffe
hängt - wie beschrieben - von sehr vielen Faktoren ab. Um
dennoch eine ungefähre Aussage und eine qualitative Reihung
über die Wasserstoffempfindlichkeit von Werkstoffen
Schweisstechnik · Soudure · Saldatura 02/2025 13
Bild 22a: Bewertung der Wasserstoffversprödung von Metallen und Legierungen basierend auf dem Verhältnis von Kerbzugfestigkeiten von mit Wasserstoff beladenen zu unbeladenen
Proben (HEE-Index) [16]
treffen zu können, verwendet man häufig Indizes, die sich aus
dem Verhältnis eines mechanisch-technologischen Prüfwertes,
wie zum Beispiel der Zugfestigkeit, gemessen an Proben im mit
Wasserstoff-beladenen Zustand im Vergleich zu den Werten
im unbeladenen Zustand ergeben.
Ein umfassender Überblick über die Wasserstoffversprödung
der unterschiedlichsten Metalle und Legierungen ist in [16] gegeben
(Bild 22). Der darin definierte HEE-Index («Hydrogen
Environment Embrittlement-Index») Index wird über das Zugfestigkeitsverhältnis
von gekerbten Proben im beladenen und
unbeladenen (He-Atmosphäre) Zustand im Kerbzugversuch
(Notched Tensile Test, NTS) bestimmt. Die Wasserstoffbeladung
erfolgte bei Raumtemperatur mit einem Wasserstoffpartialdruck
von 34.5 MPa bis 69 MPa. Die Bilder 22a und b zeigen
eine qualitative Bewertung der Wasserstoffversprödung
von Metallen und Legierungen, basierend auf dem Verhältnis
von Kerbzugfestigkeiten von mit Wasserstoff beladenen im
Vergleich zu unbeladenen Proben (HEE-Index) [16]
Detaillierte Hinweise zu den chemischen Analysen, Umschlüsselungen
zu europäischen Werkstoffen und empfohlene Schweisszusätze
finden sich im «WeldNet Material Manager» [17]
Massnahmen zur Verhinderung der Wasserstoffversprödung
Neben der richtigen Werkstoffauswahl gibt es auch aus werkstoffseitiger
Sicht Massnahmen, welche die negativen Auswirkungen
von Wasserstoff verhindern können. Da Ausscheidungen
eine grosse Rolle spielen, sind neben verschiedenen
Legierungselementen auch eine Wärmebehandlung, aber
auch eine Verformung von Bedeutung.
Weiters können Beschichtungen an der Oberfläche zur wasserstoffhaltigen
Umgebung die Bildung von atomaren Wasserstoff
zumindest verzögern, oder elektrochemische Reaktionen
verhindern, sodass deutlich weniger Wasserstoff in den
Werkstoff eindiffundieren kann. Es kann auch bereits ein sogenanntes
«soaking», ein Wasserstoffarmglühen bei ~200°C für
24 h dazu beitragen, dass der Wasserstoff aus kritischen Stellen
wegdiffundieren kann. Wichtig ist allerdings, dass diese
Glühung unmittelbar nach einer Beladung, bevor eine Schädigung
durch den Wasserstoff eingetreten ist, stattfinden muss.
Eine andere Möglichkeit ist die Reduzierung des Wasserstoffangebots
in der Umgebung: Bei Gasen durch einen geringeren
Wasserstoffpartialdruck oder durch Zugabe von Inhibitorgasen,
wie O 2 , CO, N 2 O und SO 2 , welche die negativen
Auswirkungen Wasserstoffs ebenfalls verringern können.
Bei flüssigen Medien können Inhibitoren wie beispielweise Nitrite,
Phosphate, Chromate oder Amine, die auch den Korrosionsangriff
reduzieren, hinzugefügt werden.
Des Weiteren spielt auch die Einsatztemperatur eine entscheidende
Rolle: Die schwersten Auswirkungen von Wasserstoff
werden bei den meisten Metallen bei normaler Umgebungstemperatur
festgestellt. Sowohl im kryogenen, aber auch
im Hochtemperaturbereich ist sein Einfluss deutlich geringer.
Letztlich kann aber auch durch das Schweissen eine erhöhte
Wasserstoff in Metallen
14
Wasserstoff und seine Wechselwirkung
mit metallischen Werkstoffen
Bild 22a: Bewertung der Wasserstoffversprödung von Metallen und Legierungen basierend auf dem Verhältnis von Kerbzugfestigkeiten von mit Wasserstoff beladenen zu unbeladenen
Proben (HEE-Index) [16]
Wasserstoff in Metallen
Menge an Wasserstoff in den Werkstoff eingebracht werden.
Es sind daher beim Schweissen alle Massnahmen zu setzen,
um eine überproportionale Wasserstoffaufnahme zu unterbinden.
Neben der Verwendung von Schweissprozessen, die bereits
weniger Wasserstoff einbringen, sind der Einsatz von wasserstoffreduzierten
Elektroden, von vakuumverpackten Elektroden,
von rückgetrockneten Elektroden, von heisseren Schutzgasen,
von einer entsprechenden Vor- und Nachwärmung, bis
hin zu einer sauberen Nahtvorbereitung und zum Schweissen
in trockener Umgebung gute Möglichkeiten, den Wasserstoff
in der Schweissnaht signifikant zu reduzieren.
Literatur- und Bildverzeichnis
[1] 2015: Earthrise 2.0 (Luna Reconnaissance Orbiter), NASA/
Goddard/Arizona State University; https://explorer1.jpl.nasa.gov/
galleries/earth-from-space
[2] LZ 129 »Hindenburg”, 1937, https://de.wikipedia.org
[3] Crashversuch mit Wasserstoff und Benzin-Fahrzeug
Phoenix-TV, 2008, https://www.youtube.com/
watch?v=lspiRxx1B9o
[4] Giesserei Lexikon; https://www.giessereilexikon.com/giessereilexikon/Encyclopedia
[5] G. Schauer: «Auslegungsansatz für Stahlbauteile bei E r m ü -
dungsbeanspruchung in Druckwasserstoffatmosphäre»; MPA Stuttgart,
Technisch-Wissenschaftlicher Bericht, Band: 2018/02
[6] B. Elsheikh: »Hydrogen Cracking due to Hydrogen
Diffusion During Welding», youtube https://www.youtube.com/
watch?v=4Ft_q1bvsIM
[7] Fotoarchiv Böhler Schweisstechnik
[8] K. Takasawa et al.:” Effects of grain size and dislocation density
on the susceptibility to high-pressure hydrogen environment
embrittlement of high-strength low-alloy steels”; International Journal
of Hydrogen Energy 37 (2012)
[9] M. Elboujdaini, W. Revie: »Effect of Non-Metallic Inclusions on
Hydrogen Induced Cracking; Damage and Fracture Mechanics:
Failure Analysis of Engineering Materials and Structures”; Springer
Netherlands, Dordrecht, 2009 (2012)
[10] K.G. Solheim et al.: »The role of retained austenite in hydrogen
embrittlement of supermartensitic stainless steel”; Engineering Failure
Analysis 34 (2013)
[11] »H12: Project to establish the scientific and technical basis for
HLW disposal in Japan”; Supporting Report 2, Japan Nuclear Cycle
Development Institute JNC/TN 1410 (2000)
[12] T. T. Nguyen et al.: »Environment hydrogen embrittlement of
pipeline steel X70 under various gas mixture conditions with in situ
small punch tests”; Materials Science & Engineering A 781 (2020)
[13] https://www.giessereilexikon.com
[14] H. Zhao et al.: »Hydrogen trapping and embrittlement in highstrength
Al alloys”; Nature 602, (2022)
[15] M. Hasegawa, M. Osawa: »Hydrogen Damage of Nickel-base
Heat Resistant Alloys”; Transactions ISIJ, Vol. 21 (1981)
[16] Jonathan A. Lee: "Hydrogen Embrittlement"; NASA/TM—
2016–218602
[17] https://www.voestalpine.com/welding/weldnet/materialmanager
Autor
Dr. Gerhard Posch
VP Knowledge & Data Management
voestalpine Böhler Welding GmbH
Böhler-Welding-St. 1, 8605 Kapfenberg, Austria
M. +43/664/883 243 23
g.posch@voestalpine.com
www.voestalpine.com/welding
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Making our world more productive
16
Schweisschutzgase von heute: Weniger Schweissrauch,
mehr Arbeitssicherheit
Bereits 2018 bewertete die Internationale Agentur für Krebsforschung
(IARC) das Lungenkrebsrisiko durch Schweissrauche
neu und stellte hier einen Zusammenhang fest.
Nicht erst seit dieser Neubewertung ist eine Reduzierung der
Schweissrauchentwicklung bei Schweissarbeiten notwendig.
Dr.-Ing.Dirk Kampffmeyer et al.
Neben einer Schweissrauchabsaugung und der persönlichen
Schutzausrüstung kann auch das Schutzgas zur Reduktion der
Schweissrauchemission beitragen – und damit die Gesundheit
von Schweissfachkräften schützen. Auch die neuen Anforderungen
an die Luftreinheit (z. B. TRGS 528, TRGS = Technische
Regeln für Gefahrstoffe) lassen sich besser erfüllen, wenn die
Schweissrauchentstehung direkt an der Quelle reduziert wird.
Gesundheitsschutz in der Schweisstechnik
Die Verbesserung des Gesundheitsschutzes beim Schweissen
ist nicht erst seit der Neubewertung des Lungenkrebsrisikos
notwendig. Bislang wurde das Gefährdungspotenzial von
Schweissrauchen nach der Menge und Grösse der Partikel
oder nach speziellen Legierungselementen (Leitkomponenten)
beurteilt – je nach Schweissverfahren und Werkstoff. Diese
Werte wurden in den letzten Jahren in vielen Ländern angepasst.
Hinzu kommt der zunehmende Fokus auf einzelne Komponenten
im Schweissrauch.
Das gilt vor allem für Mangan und Manganverbindungen, die
primär beim Schweissen von unlegiertem Baustahl entstehen.
Mangan und Manganverbindungen stehen im Verdacht parkinsonähnliche
Erkrankungen des Nervensystems («Manganismus»)
auszulösen. [2].
Schweissschutzgase
Hierbei kommt es vor allem auf die Auswahl und die Einstellung
des Schweissprozesses und des Zusatzwerkstoffes an.
Ein wichtiger Faktor ist das Schutzgas selbst: Für die Schutzgase
mit den Normbezeichnung ISO 14175 - M20-ArC-8 und
ISO 14175 - M24-ArCO-6/1 wurden am Institut für Schweiss-
und Fügetechnik der RWTH Aachen Schweissrauchuntersuchungen
an unlegierten Stählen vorgenommen und mit den
heutigen Standardgasen verglichen.
Durch die Wahl der Schutzgase und die richtige Anpassung
der Schweissparameter konnten bei beiden Gasen (vor allem
dem Schutzgas mit der Normbezeichnung ISO 14175 - M24-
ArCO-6/1) deutlich reduzierte Emissionsraten gemessen werden.
Auch die chemische Analyse des Schweissrauchs zeigt
Vorteile bei diesem Schutzgas.
Um eine Verbesserung des Gesundheitsschutzes beim Schweissen
zu erzielen, wird häufig die TRGS 528 herangezogen.
In der Schweisstechnik unterstützt bzw. regelt sie die Gefährdungsbeurteilung,
Schutzmassnahmen, Wirksamkeitsprüfung,
Arbeitsmedizinische Vorsorge sowie Betriebsanweisungen
und Unterweisungen.
Aufgeführt werden in der TRGS 528 Grenzwerte für die Luftreinheit
aus der TRGS 900 und der TRGS 910 sowie MAK-
Werte, die in einer schweisstechnischen Produktion einzuhalten
sind.
Um eine ausreichende Luftreinheit zu erzielen, sind entsprechend
der Gefahrstoffverordnung auf Grundlage der Gefährdungsbeurteilung
folgende Massnahmen in der aufgeführten
Rangfolge zu berücksichtigen:
Schweisstechnik · Soudure · Saldatura 02/2025 17
1. Substitutionsprüfung: Auswahl von gefahrstoffarmen Verfahren
und Werkstoffen/Zusatzwerkstoffen
2. Lüftungstechnische und bauliche Massnahmen
3. Organisatorische und hygienische Massnahmen und
4. Persönliche Schutzmassnahmen [4]
Viele der heute üblichen Massnahmen, wie Rauchgas-Absaugung
und persönliche Schutzausrüstung, bieten einen Schutz
für das Schweisspersonal, kommen aber einzeln betrachtet
nicht immer zum gewünschten Ergebnis, da die erlaubten
Grenzwerte in der Atemluft in den letzten Jahren stark reduziert
wurden.
Zudem sind viele der heutigen Massnahmen in der Rangfolge
nach TRGS 528 auf den Positionen 2 bis 4 aufgeführt, also
geringer priorisiert. Eine Substitution der Schweissrauchquelle,
die in der Rangfolge zu bevorzugen ist, kann nur direkt im
Schweissprozess erfolgen.
Das Schweissverfahren selbst ist oftmals nur eingeschränkt
substituierbar, da in der Regel spezifische technische und wirtschaftliche
Anforderungen gestellt werden, die von dem genutzten
Verfahren gut erfüllt werden. Eine effektive Massnahme
bietet deshalb die Wahl eines optimierten Schutzgases [1].
Bekannte Einflüsse der Schutzgaskomponenten beim
Schweissen
Die Hauptaufgabe eines Schutzgases ist immer der Schutz vor
Einflüssen aus der Atmosphäre. Darüber hinaus haben verschiedene
Gaskomponenten einen Einfluss auf den Schweissprozess
und damit auf das Schweissergebnis. Für unlegierte
Stähle werden Mischgase mit den Komponenten Argon, Kohlendioxid
und Sauerstoff verwendet. [3]
Argon ist ein Inertgas, das aufgrund seiner guten Ionisierbarkeit
einen ruhigen und stabilen Lichtbogen erzeugt. Beim
MAG-Schweissen wird es nie in reiner Form sondern als
Hauptbestandteil von Mischgasen verwendet. Mischgase mit
einem sehr hohen Argon-Anteil zeichnen sich durch wenig
Spritzer und einen tiefen, schmalen Einbrand aus. [3]
Kohlendioxid ist ein Aktivgas und kann beim MAG-Schweissen
als reines Gas oder als Mischgaskomponente eingesetzt
werden. Beim Schweissen mit reinem Kohlenoxid entsteht ein
unruhiger Lichtbogen, der zu vielen Spritzern und einer unregelmässigen
Nahtoberfläche führt. Positiv ist der hohe Einbrand,
der durch Kohlendioxid erzielt werden kann. Häufig
wird Kohlendioxid als Mischgas mit Argon verwendet. [3]
Sauerstoff kann beim MAG-Schweissen nur als Mischgaskomponente
eingesetzt werden. Durch Sauerstoff entsteht ein feintropfiger
Werkstoffübergang, der zu wenigen Schweissspritzern
und einem guten Aussehen der Nahtoberfläche führt. [3]
Schweissrauchentwicklung bei verschiedenen Schutzgasgemischen
Das heute weltweit am häufigsten verwendete Schweiss-
Schutzgas zum MAG-Schweissen von unlegierten Baustählen
ist ein Gasgemisch aus 82 % Argon und 18 % Kohlendioxid.
Tabelle 1: Schweiss-Schutzgase
Schweissschutzgase
18
Schweisschutzgase von heute: Weniger Schweissrauch,
mehr Arbeitssicherheit
Tabelle 2: Schweissparameter beim verschiedenen Verfahrensvarianten des MAG-Schweissprozesses
Die offizielle Bezeichnung nach Norm lautet ISO 14175 -
M21-ArC-18 und trägt bei Firma Messer den Markennamen
Ferroline C18.
In einer von Messer am Institut für Schweisstechnik und Fügetechnik
der RWTH Aachen beauftragten Studie wurde die
Schweissrauchentwicklung dieses Schutzgases mit alternativen,
modernen Schutzgasen verglichen. Hierbei wurde ein
Schweisszusatz ISO 14341-A G 3Si1 des Durchmessers 1,0
mm verwendet, bei einem Stromkontaktrohrabstand von 17
mm in der Schweissposition PA. Zum Einsatz kamen die folgenden
Gase, Tabelle1.
Die Schutzgase in Tabelle 1 unterscheiden sich im Wesentlichen
in ihrem Anteil an Kohlendioxid und Sauerstoff voneinander.
Je weniger Kohlendioxid im Schutzgas vorhanden ist,
desto ruhiger brennt der Lichtbogen und je mehr Sauerstoff
verwendet wird, desto besser ist die Tropfenablösung.
Die Bestimmung der Schweissrauchemissionsrate wurde für
die einzelnen Versuchskombinationen in Anlehnung an die
DIN EN ISO 15011-1 in einer Rauchkammer gravimetrisch
bestimmt und als FER (Fumes Emission Rate) in Menge pro Zeit
(mg/s) aufgenommen. Die Ergebnisse der Messungen sind in
Bild 1 aufgeführt.
Eine Verringerung der Emissionsrate bei Verwendung von
Schutzgasen mit reduziertem Kohlendioxidanteil ist deutlich
zu erkennen. Eine weitere Reduzierung kann durch die Zugabe
einer kleinen Menge Sauerstoff in das Schutzgas erreicht
werden.
Die Abbildung zeigt bei allen Lichtbogenarten eine deutliche
Reduzierung der Emissionsrate beim Schutzgas Ferroline C6X1
(ISO 14175 - M24-ArCO-6/1).
Beim Vergleich der unterschiedlichen Lichtbogenarten ist festzustellen,
dass der Kurzlichtbogen und der Impulslichtbogen
Schweissschutzgase
Bild 1: Emissionsrate FER bei verschiedenen Schutzgasen und Lichtbogenarten
Der Einfluss der Schutzgase auf die Schweissrauchemission
wurden bei verschiedenen Lichtbogenarten verglichen. Alle
Schweissungen wurden an einem Baustahl S355 mit einem
Zusatzdraht G 3Si1 durchgeführt.
die geringsten Emissionsraten aufweisen und damit weniger
Rauchentwicklung entsteht. Beim Sprühlichtbogen ist im Allgemeinen
eine höherer Emissionsrate zu beobachten. Da der
Sprühlichtbogen in der Industrie häufig verwendet wird, und
Schweisstechnik · Soudure · Saldatura 02/2025 19
damit den Stand der Technik in vielen Unternehmen widerspiegelt,
ist eine Rauchreduzierung bei dieser Lichtbogenart von
besonderer Bedeutung.
Diskussion der alternativen massebezogenen Emissionsrate
FER*
Überwiegend wird zur Bewertung von Rauchemissionen beim
Schweissen die zeitbezogene Rauchemissionsrate FER (engl.
Fume Emission Rate) angegeben. Die Betrachtungen in der
TRGS 528 beziehen sich auf diese Angabe zur Einordnung
unterschiedlicher Emissionsquellen.
Allerdings kann, gerade in Betrieben bei denen das Schweissen
nur eine Tätigkeit unter vielen Produktionsschritten darstellt,
eine Steigerung der Effizienz zu einer Verkürzung der
Emissionsdauer führen.
In solchen Fällen könnte auch eine Emissionsrate bezogen auf
die abgeschmolzene Schweissgutmasse betrachtet werden.
Betrachtet man eine Schweissbaugruppe, bei der eine Leistungssteigerung
des Schweissprozesses zu einer Verkürzung
der Schweisszeit führt, würden insgesamt weniger Partikel
emittiert, auch wenn die zeitbezogene Emissionsrate gleichbleibend,
oder leicht erhöht ist.
Zusammenfassung
In diesem Forschungsprojekt wurden die Schweissrauchentwicklung
beim Schweissen unlegierter Stähle untersucht.
Berücksichtigt wurden verschiedene Lichtbogenarten und
verschieden Schutzgase. Bei den Lichtbogenarten Kurzlichtbogen
und Impulslichtbogen konnten geringe Emissionsraten
gemessen werden. Beim Sprühlichtbogen hingegen wurden
höhere Emissionsraten festgestellt. Eine alternative Berechnungsmethode
für die Emissionsrate wird daher zur Diskussion
angeregt.
Bei der Betrachtung der unterschiedlichen Schutzgase hat
sich das Schutzgas Ferroline C8 (ISO 14175 - M20-ArC-8)
und noch mehr das neu entwickelte Schutzgas Ferroline C6
X1 (ISO 14175 - M24-ArCO-6/1) als vorteilhaft erwiesen.
Denn eine Verringerung des CO2-Anteils sowie ein geringer
Sauerstoffanteil bei Gasgemischen sorgen für weniger
Schweissrauch und damit für mehr Gesundheitsschutz bei der
Anwendung.
Schrifttum
[1] Ebert, B; Simon, M.; Mann, S.; Sharma, R.; Reisgen, U.: Entstehung von Schweissrauch
beim Metallschutzgasschweissen, DVS Berichte Bd. 377, DVS Media,
2022
Es ist allerdings zu beachten, dass solche Betrachtungen immer
nur jeweils für eine spezifische Aufgabenstellung und Arbeitsplatzsituation
Gültigkeit haben. Je länger die Lichtbogenzeit
im Verlaufe einer Tagesschicht, desto relevanter wird die
zeitbezogene Emissionsrate.
Mangangehalt im Schweissrauch
Zusätzlich zu den Emissionsraten wurden für die Schweissungen
mit den verschiedenen Schutzgasen Rauchdatenblätter
nach DIN EN ISO 15011-4 erstellt. Hierfür wurde die chemische
Zusammensetzung des Schweissrauchs analysiert. Die
Ergebnisse, siehe Tabelle 3, zeigen, dass in der Versuchsreihe
der geringste Mangangehalt bei dem Schutzgas Ferroline C6
X1 (ISO 14175 - M24-ArCO-6/1) gemessen wurde.
Der Einfluss unterschiedlicher Draht-Gas-Kombinationen auf
die Rauchemissionsrate und die chemische Zusammensetzung
des Schweissrauches wird in einem öffentlich geförderten
Forschungsprojekt am Institut für Schweisstechnik und Fügetechnik
der RWTH Aachen untersucht. Hierbei werden auch
Mischgase mit Sauerstoffzugaben berücksichtigt.
Tabelle 3: Chemische Analyse des Schweissrauchs (Sprühlichtbogen; vd = 11,5 m/min)
[2] Koppisch, D.; Zschiesche, W.; Goebel, A.: Schweissrauchexpositionen in
Deutschland und Bewertung der gesundheitsschädigenden Wirkungen – insbesondere
im Hinblick auf Lungenkrebserkrankungensgabe, ASU Arbeitsmedizin Sozialmedizin
Umweltmedizin, 2023 58: 185–195, doi: 10.17147/asu-1-257912
[3] Kampffmeyer, D.; Wolters, M.: Moderne Schutzgase zum MAG-Schweissen
von unlegierten Stählen, DVS Berichte Bd. 315, DVS Media, 2015; S. 249-253
[4] N. N., TRGS 528 Technische Regeln für Gefahrstoffe – Schweisstechnische
Arbeiten; Ausgabe 2020; GMBl 2020 S. 236-276 [Nr. 12-13] (vom
30.03.2020) zuletzt geändert: GMBl 2020 S. 463 [Nr. 23] (vom 07.08.2020)
[5] N.N., TRGS 900 Technische Regeln für Gefahrstoffe – Arbeitsplatzgrenzwerte;
Ausgabe: Januar 2006, BArBl. Heft 1/2006 S. 41-55, Zuletzt
geändert und ergänzt: GMBl 2024 S. 411-412 [Nr. 21] (vom 17.06.2024)
[6] N.N., TRGS 910 Technische Regeln für Gefahrstoffe – Risikobezogenes
Massnahmenkonzept für Tätigkeiten mit krebserzeugenden Gefahrstoffen; Ausgabe:
Februar 2014; GMBl 2014 S. 258-270 vom 02.04.2014 [Nr. 12]; Zuletzt
geändert und ergänzt: GMBl 2023, S. 627 [Nr. 30] (vom 20.04.2023) Berichtigt:
GMBl 2023, S. 679 [Nr. 32] (vom 05.05.2023)
Autoren dieses Berichts
D. Kampffmeyer, M. Wolters, W. Wankum
Messer SE & Co. KGaA, Krefeld
R. Sharma, B. Ebert, M. Olesch
Institut für Schweisstechnik und Fügetechnik, RWTH Aachen
Schweissschutzgase
20
Wasserstoffversprödung in Edelstahlrohren
Wasserstoffversprödung in Edelstahlrohren:
Normen und Standards sind entscheidend
Der erfolgreiche Einsatz von Wasserstofftechnologien
braucht Messmethoden und Bewertungskriterien für
Materialien sowie internationale Normen und Standards.
Das hat auch das Bundeswirtschaftsministerium
erkannt und eine «Normungsroadmap Wasserstofftechnologien»
in Auftrag gegeben.
Darin haben sieben Institute und Verbände den Status
Quo an Normen und Dokumenten zur technischen Regelsetzung
für Wasserstoff erfasst. Deren Analyse: Das
bestehende technische Regelwerk muss teilweise für die
Nutzung von Wasserstoff überarbeitet und identifizierte
Lücken geschlossen werden.
Was das für die Stahl- und stahlverarbeitende Industrie
bedeutet, hat Werner Hannig, Leiter Qualität und Entwicklung
bei Schoeller-Edelstahllrohre, in einem Interview
zusammengefasst.
Wie bewerten Sie als stahlverarbeitendes Unternehmen
den Status Quo bei der H 2 -Normung?
Hannig: Beim industriellen Hochlauf von H 2 -Technologien
befinden wir uns noch im Projektstatus. Das betrifft insbesondere
die Normung. Dabei ist diese speziell für uns wichtig,
schliesslich kommen unsere Produkte bei allen mobilen-, stationären
und industriellen H 2 -Anwendungen zum Einsatz. Ohne
Standards funktioniert das Zusammenspiel der Liefer- und
Wertschöpfungskette nicht reibungslos und alle Beteiligten
bewegen sich in einem Graubereich, vor allem hinsichtlich
Kompatibilität, Werkstoffqualität und Haftung.
Warum braucht es für den Einsatz von Wasserstoff neue
Vorgaben?
Hannig: Das liegt an den spezifischen Eigenschaften von
Wasserstoff. Als kleinstes Atom kann sich Wasserstoff in den
Zwischengitterplätzen der Kristallstruktur von Stahl bewegen.
Stahl besteht typischerweise aus einem kubisch-raumzentrierten
Gitter (Ferrit) oder kubisch-flächenzentrierten Gitter, das
Austenit genannt wird.
Gitterstrukturen haben Hohlräume, die es Wasserstoff-Atomen
ermöglichen, sich durch den Stahl zu bewegen, das nennt man
in der Fachsprache der Metallurgen diffundieren.
In der Folge kommt es zu Wasserstoffeinlagerungen im Gitter
oder in Gefügefehlstellen. Man spricht hier von «Wasserstoffversprödung»,
die die mechanischen Eigenschaften des
Metalls verändern und eine Reduzierung der Duktilität und
Wasserstoffversprödung
Schweisstechnik · Soudure · Saldatura 02/2025 21
der Zähigkeit des Stahl verursachen kann. Hieraus resultieren
Schädigungen wie Blasen- oder Porenbildung sowie Bauteilversagen
durch Risse oder Brüche bei statischen oder dynamischen
Belastungen. Wenn man bedenkt, dass der Standarddruck
von Wasserstofftanks in Brennstoffzellenautos 700 bar
beträgt, wird die Problematik schnell plausibel.
Welche Arten von Edelstahl gibt es und wie reagieren
sie auf Versprödung?
Hannig: Die Gefügestrukturen Delta-Ferrit und a‘-Martensit
nehmen bei einer Beaufschlagung verstärkt Wasserstoff auf.
Der diffusibele Wasserstoff reichert sich im Gefüge an und
führt zu einer Reduzierung der werkstoffspezifischen Duktilität
und bei Belastung zu vorzeitigem Versagen.
Ferritische nichtrostende Stähle wie zum Beispiel die Stahlsorten
1.4510, 1.4512 und 1.4521, bestehen zu 100% aus einer
Ferrit-Phase, über die sehr schnell Wasserstoff-Atome aufgenommen
werden. Das führt zu einer ausgeprägten Sprödbruchneigung
unter statischer oder dynamischer Belastung.
Gleiches gilt für martensitische nichtrostende Stähle und etwas
abgeschwächt auch für nichtrostendeStähle mit Duplex-Gefüge.
In allen Fällen ist eine hohe bis sehr hohe Aufnahme zu
beobachten. Höherlegierte, austenitische nichtrostende Stähle,
wie beispielsweise 1.4401, 1.4404 oder 1.4435, haben
dagegen einen sehr niedrigen Delta-Ferrit-Gehalt und zeigen
deswegen eine geringe Wasserstoffaufnahme und somit eine
nur geringfügig reduzierte Duktilität.
Durch Kaltumformung entsteht jedoch auch bei austenitischen
nichtrostenden Stählen eine tetragonal verzerrte Gitterstruktur,
die Martensit genannt wird. Dieser Gittertyp zeigt eine verstärkte
Wasserstoffaufnahme, die ebenfalls zur Reduzierung
der Zähigkeit führt.
Welche Rolle spielen die Legierungselemente bei der
Wasserstoffversprödung?
Hannig: Grundsätzlich beeinflussen Legierungselemente die
Diffusion und damit die Versprödung, indem sie die Gitterstruktur
verändern oder Wasserstofffallen erzeugen: Austenitstabilisierende
Legierungsbestandteile wie Nickel reduzieren
den Delta-Ferrit-Anteil und somit die Wasserstoffaufnahme
und damit die Versprödungsanfälligkeit. Ferrit-stabilisierende
Bestandteile wie Chrom, Molybdän oder Titan erhöhen hingegen
die Anfälligkeit gegenüber einer Wasserstoffaufnahme.
Welche Faktoren beeinflussen davon abgesehen den
Grad der Wasserstoffversprödung?
Hannig: Neben der Mikrostruktur des Stahls beschleunigen
Druck und Belastung die Wasserstoffaufnahme. Gleiches gilt
für hohe Temperaturen und hohe Wasserstoffkonzentration:
Beides führt zu einem stärkeren Diffusionsstrom ins Material.
Die «Normungsroadmap» erwähnt mehrere Regelwerke, die
es zu überarbeiten gilt.
Gibt es Beispiele, an denen sich Ihre Branche übergangsweise
orientieren kann?
Hannig: In dem für Schoeller relevanten Bereich der Edelstahlverarbeitung
gibt es zurzeit nur eine US-Norm aus dem
Bereich der Mobilität, die zwei Kriterien beim Einsatz von
Edelstahl klar definiert und Vorgaben zu den bei Wasserstoffanwendungen
benötigten Gefügestrukturen macht.
Bei dem Standard (SAE J2579) handelt sich um ein Regelwerk,
das durch die globale Vereinigung Society of Automotive Engineers
aufgesetzt wurde und sich auf den ‚Standard for Systems
in Fuel Cell and other Hydrogen Vehicels‘ konzentriert.
Die massgeblichen Kriterien sind spezifische Gefügestrukturen
(Delta-Ferrit und a‘-Martensit), die in austenitischen nichtrostende
Stählen vorliegen oder auftreten können.
Mit welchen Prüfverfahren ermitteln Sie die Versprödungsanfälligkeit
einzelner Werkstoffe?
Hannig: Wir nutzen mechanische oder technologische Werkstoffprüfungen,
um eine reduzierte Duktilität und damit eine
Verringerung der werkstoffspezifischen Gleichmass- und
Bruchdehnung nachzuweisen.
Besitzt Schoeller mit seinem Knowhow in der Stahlverarbeitung
beim Thema Wasserstoff einen «USP» im Bereich
der Wasserstoffanwendungen?
Hannig: Ja. Unsere Alleinstellungsmerkmale (englisch: USP für
unique selling proposition) sind unser langjährig aufgebautes
Expertenwissen sowie die in den letzten Jahren getätigten Investitionen
in unsere Fertigungs- und Prüftechnologie.
Bei Schoeller verfügen wir über eine Auswahl an geeigneten
Prozessen und Technologien zur Herstellung von wasserstoffgeeigneten
Halbzeugen. Wir können je nach Produktapplikation
nicht nur auf die Schmelzschweisstechnologien WIG
und Laser zurückgreifen, sondern sind durch Nutzung unterschiedlicher
Wärmebehandlungsverfahren auch in der Lage,
über anwendungsspezifische Temperaturführung sowie Haltezeitenanpassung
ausgewählte Gefügestrukturen einzustellen.
Weitere Informationen
Werner Hannig, Leiter
Qualität und Entwicklung
Schoeller Werk GmbH &
Co. KG
Im Kirschseiffen
53940 Hellenthal
Deutschland
Tel.: +49 2482 81 0
info@schoellerwerk.de
www.schoellerwerk.de
Wasserstoffversprödung
22
Schweizer Vorzeigebetrieb setzt auf
Multiprozess-Schweissgeräte von Fronius
ALLUCAN AG – Kompetenz beim Aluminiumschweissen
Die ALLUCAN AG, 1962 in Bremgarten, Schweiz, gegründet,
hat sich als führendes Unternehmen in der Aluminiumverarbeitung
etabliert. Das Portfolio umfasst die Herstellung von Prototypen
und Serienkomponenten für verschiedene Branchen,
darunter Bahn-, Verkehrs-, Strom- und Hochstromübertragungstechnik,
Schiffbau und Luftfahrzeugtechnik.
Geschweisst wird mit hochentwickelten Roboterschweisssystemen
sowie Handschweissgeräten. Für das manuelle Schweissen
setzen die renommierten Aluminium-Experten auf das Multiprozess-Schweissgerät
iWave AC/DC Pro 500i von Fronius.
Umfassender Service und innovative Fertigung
Die ALLUCAN AG bietet einen 360°-Service – von der Beratung
über die Konstruktion und mechanische Bearbeitung
bis zur Endfertigung. Dank flexibler Fertigungstechnologien
können Prototypen schnell und effizient erstellt werden. Automatisierte
Prozesse ermöglichen die Produktion höherer
Stückzahlen bei gleichbleibender Qualität.
Individuelle Kundenwünsche werden mithilfe detaillierter Analysen
in massgeschneiderte Lösungen umgesetzt.
Zertifizierte Qualität und Innovationskraft
Die Kombination aus technologischer Exzellenz, strengen
Qualitätsstandards und einem erfahrenen Team macht die AL-
LUCAN AG zu einem verlässlichen Partner.
Die Schweizer Aluminium-Profis engagieren sich für höchste
Qualitätsstandards, belegt durch die Zertifikate gemäss ISO
9001:2015, DIN EN ISO 3834, DIN EN 1090, DIN EN
15085, DIN 2303 sowie DNV Workshop Approval.
Erfahrung und Know-how der Belegschaft sind seit Jahren
entscheidende Erfolgsfaktoren. Besonders im Schienenfahrzeugbau
hat die ALLUCAN AG mehrere innovative Lösungen
entwickelt, die auf die spezifischen Anforderungen dieser
Branche zugeschnitten sind.
Machbarkeitsstudien und Qualitätskontrollen
Bevor neue Komponenten in die Produktion gelangen, führt
die ALLUCAN AG umfassende Machbarkeitsstudien durch.
Zunächst werden die Konstruktionszeichnungen in enger
Zusammenarbeit mit dem Kunden so lange geprüft und bei
Bedarf angepasst, bis die idealen Schweissbedingungen für
die Schweissfolge und den Lagenaufbau gewährleistet sind.
Aluminiumschweissen
Transformatoren-Gehäuse aus Aluminium für eine E-Lokomotive - Bildquelle: ALLUCAN AG
Schweisstechnik · Soudure · Saldatura 02/2025 23
Während der anschliessenden Verfahrens- und Arbeitsprobenprüfungen
kommen verschiedene Prüfmethoden zum Einsatz,
um die Qualität der Schweissnähte sicherzustellen.
Dazu gehören Sicht-, Farbeindring-, Ultraschall- und Röntgenprüfungen,
die alle sorgfältig dokumentiert werden, um die
Einhaltung der Normen zu belegen. Darüber hinaus werden
technologische Werkstoffprüftests durchgeführt sowie Mikround
Makroschliffe erstellt.
Nach Abschluss der Machbarkeitstests fertigt das Unternehmen
sowohl lackierte als auch unlackierte Bauteilmuster zur
First Article Inspection (FAI) durch den Kunden an. Nur wenn
der Kunde vor Ort im Werk Bremgarten seine Freigabe erteilt
hat, darf die Serienproduktion gestartet werden.
Bevor fertige Bauteile kommissioniert werden, durchlaufen sie
eine ausführliche Endkontrolle. Diese beinhaltet eine digitale
3D-Vermessung mithilfe einer mobilen Spezialkamera, um
mögliche Massabweichungen und Verzüge zu überprüfen.
Die fertigen Endprodukte werden erst dann zum Kunden ausgeliefert,
wenn sämtliche Toleranzen den Anforderungen des
Auftraggebers entsprechen.
Trafo- und Spezialgehäuse für E-Lokomotiven
Die ALLUCAN AG fertigt leichte Trafo- und Spezialgehäuse
aus Aluminium, die hauptsächlich in Hochleistungslokomotiven
und Hochgeschwindigkeitszügen zum Einsatz kommen.
Aluminiumgehäuse wie diese erhöhen die Energieeffizienz
der Lokomotiven und erfüllen gleichzeitig hohe Sicherheitsanforderungen.
Dafür sind präzise gesetzte Schweissnähte mit
gleichbleibender Geometrie und konstantem Lagenaufbau erforderlich.
Abhängig von der Materialstärke müssen bis zu 20
oder mehr Lagen geschweisst werden.
Geheftet wird häufig mit dem WIG-Schweissverfahren, das
mehrere Vorteile bietet. WIG ermöglicht fehlerfreie, flache
Schweissnähte, die eine optimale Grundlage für den anschliessenden
Lagenaufbau gewährleisten. Die glatten WIG-
Raupen minimieren das Risiko von Kerbwirkungen, was die
strukturelle Integrität der Schweissverbindungen erhöht.
Für den Lagenaufbau wird das MIG-Verfahren eingesetzt, das
sich besonders gut für dickere Materialien eignet. Es erlaubt
hohe Schweissgeschwindigkeiten und bietet eine gute Kontrolle
über die Schweissnaht. Hierbei spielt das Multiprozess-
Schweissgerät iWave AC/DC Pro 500i seine Stärken aus und
gewährleistet Schweissqualität ohne Kompromisse – bei jeder
MIG-Schweissen von Aluminiumkomponenten in der Roboterschweisszelle - Bildquelle: ALLUCAN AG
Aluminiumschweissen
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Schweizer Vorzeigebetrieb setzt auf
Multiprozess-Schweissgeräte von Fronius
Mobile 3D-Bauteilvermessung bei der Endkontrolle - Bildquelle: ALLUCAN AG
Aluminiumschweissen
Schweissnaht. Ein besonderer Vorteil dieses Schweissgerätes
ist der schnelle, unkomplizierte Wechsel von WIG auf MIG
und umgekehrt.
CEO Markus Jäger streicht die Vorzüge der iWave-Schweissanlage
heraus: «Fronius ermöglicht uns, flexibel zwischen
den verschiedenen Schweissverfahren per Knopfdruck zu
wechseln. Diese Flexibilität, insbesondere die Einsparung von
Arbeitszeit und Platzbedarf, ist für uns von grossem Nutzen.
Alle Fronius Schweissgeräte zeichnen sich durch ihre aussergewöhnliche
Lebensdauer und Standfestigkeit aus. Besonders
hervorzuheben ist die jahrelange Verfügbarkeit von Ersatzteilen,
die sicherstellt, dass wir auch langfristig auf die Geräte
vertrauen können. Daher sind sie bei uns sehr beliebt.»
Innovative Schweisstechnik
Mit der iWave AC/DC Pro 500i verfügen die Schweissexperten
der ALLUCAN AG über ein vielseitiges Gerät, das alle
Prozesse abdeckt. Fortschrittliche Technologien wie CycleTIG
ermöglichen eine präzise Steuerung des Wärmeeintrags und
garantieren maximale Kontrolle über den Lichtbogen.
Die intelligente Zündfunktion RPI auto sorgt unabhängig von
der Materialbeschaffenheit für schnelle und reproduzierbare
Zündungen, ohne dass eine manuelle Anpassung der Zündparameter
erforderlich ist. Um den unterschiedlichen schweisstechnischen
Anforderungen gerecht zu werden, stehen die
Welding Packages Standard, Pulse, PMC (Pulse Multi Control),
LSC (Low Spatter Control) und CMT (Cold Metal Transfer)
zur Verfügung.
Im Sinne moderner Konnektivität ist die iWave mit allen gängigen
Kommunikationsstandards ausgestattet. Die Schweisstechniker
der ALLUCAN AG können Peripheriegeräte schnell
und kabellos mit dem Schweissgerät verbinden, beispielsweise
den Hightech-Schweisshelm Vizor Connect, der in Kombination
mit einem Frischluftgebläse bis zu 99 % der Schweissrauchbelastung
reduziert.
Zudem lassen sich iWave-Geräte bequem über WLAN in das
Firmennetzwerk integrieren, um Firmware-Updates durchzuführen.
Für die lückenlose Dokumentation der Schweissdaten
steht die Schweissdatenbank WeldCube Premium zur Verfügung.
Intelligente Management-, Statistik- und Analysefunktionen
– einschliesslich Visualisierungen – unterstützen das
Controlling der schweisstechnischen Produktion.
Ein weiteres Highlight ist das umfassende Benutzermanagement.
Über das integrierte Berechtigungssystem können die
Führungskräfte der ALLUCAN AG individuelle Zugriffsrechte
für jede Schweissfachkraft festlegen. Bei der Anmeldung per
Schweisstechnik · Soudure · Saldatura 02/2025 25
MIG-Lagenschweissen an einem Aluminium-Gehäuse - Bildquelle: ALLUCAN AG
Schlüsselkarte oder Schlüsselanhänger erkennt das System
dank NFC (Near Field Communication) sofort die entsprechenden
Berechtigungen.
Zum Schutz der Wolframelektrode beim WIG-Schweissen
kann die automatische Gasnachströmung aktiviert werden,
wobei die Nachströmzeit abhängig vom eingestellten Schweissstrom
und dem Elektrodendurchmesser von der Software
berechnet wird.
Einfluss von Brennern und Schlauchpaketen auf die
Schweissqualität
Ein entscheidender Faktor für die Schweissqualität ist die Wahl
des Brenners und des Schlauchpakets. Bei der ALLUCAN AG
kommen neben der iWave innovative Hightech-Brenner von
Fronius zum Einsatz.
Sie gewährleisten einen optimalen Durchzug des Schutzgases,
was für eine gleichmässige Gasabdeckung während des
Schweissens unerlässlich ist. Eine mangelhafte Gasabdeckung
kann Porenbildung begünstigen und die Schweissnähte anfällig
für Verunreinigungen machen.
Die Gestaltung der Seitenwand des Brenners spielt ebenfalls
eine wichtige Rolle. Eine suboptimale Form kann Verwirbelungen
im Schutzgas verursachen, was zu unzureichendem
Einbrand und der Bildung von sogenannten Briden führt
– Schwachstellen, die die strukturelle Integrität der Schweissnähte
beeinträchtigen können. Fronius Brenner sind hundertprozentig
dicht, ermöglichen eine effektive Kühlung und
zeichnen sich durch ihr Seitenwanddesign aus, das den Lichtbogen
stabil hält.
«Ein wesentliches Kriterium bei uns ist die Bauteilzugänglichkeit.
Fronius bietet uns Brenner mit variablen Kontaktrohrlängen,
die den Zugang zu den einzelnen Komponenten wesentlich
erleichtern. Diese Flexibilität bei der Brennerlänge ist für
uns von grosser Bedeutung. Sie ermöglicht uns, auch in schwer
erreichbaren Bereichen präzise und qualitativ hochwertige
Schweissnähte zu erzeugen», erklärt Markus Jäger.
Erstklassige Aluminiumlösungen aus dem Hause
ALLUCAN AG
Die Zusammenarbeit mit Fronius hat ALLUCAN AG in der Aluminiumverarbeitung
entscheidend vorangebracht. Durch den
Einsatz der iWave-Schweissgeräte kann das Unternehmen
höchste Qualitätsstandards gewährleisten und gleichzeitig
flexibel auf die Anforderungen seiner Kunden reagieren. Die
innovative Technologie und die zuverlässige Leistung der Fronius
Geräte tragen massgeblich dazu bei, dass die ALLUCAN
AG massgeschneiderte Lösungen für verschiedene Branchen
anbieten kann.
Aluminiumschweissen
26
Schweizer Vorzeigebetrieb setzt auf
Multiprozess-Schweissgeräte von Fronius
Multiprozess-Schweissgerät iWave AC/DC Pro 500i von Fronius zum MIG/MAG- und WIG-Schweissen - Bildquelle: ALLUCAN AG
Aluminiumschweissen
Markus Jäger, CEO, ALLUCAN AG
Markus Jäger bringt es auf
den Punkt: «Mit den Serviceleistungen
von Fronius haben wir
hervorragende Erfahrungen
gemacht. Die unkomplizierte,
kompetente Kommunikation,
verbunden mit kurzen Zeiten in
der Ersatzteilbeschaffung, sind
ein grosser Vorteil für uns.
Deshalb sind wir mit Fronius sehr zufrieden und freuen uns auf
die Fortsetzung unserer erfolgreichen Zusammenarbeit.»
ALLUCAN AG, Bremgarten, Schweiz
Wir sind Fronius.
Mehr als 7.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter weltweit, ein
aktueller Exportanteil von 85 Prozent und 1.604 aktive Patente:
Das sind wir, das ist Fronius. 1945 als regionaler Ein-
Mann-Betrieb gegründet, gehören wir heute zu den Global
Playern, was unsere 38 internationalen Tochtergesellschaften
sowie unser Netzwerk an Vertriebspartnern in mehr als 60
Ländern eindrucksvoll beweisen. Und doch sind wir im Kern
immer noch ein Familienunternehmen aus Österreich, das in
der Photovoltaik, Schweiss- und Batterieladetechnologie tätig
ist. Seit jeher entwickeln wir Produkte und Lösungen für eine
lebenswerte Zukunft und bieten unseren Kundinnen und Kunden
dabei ein All-in-one-Paket an: von der vorausgehenden
Planung und Beratung über das fortlaufende Monitoring bis
hin zum bedarfsgerechten Reparaturservice. Wir sind innovativ.
Wir sind neugierig. Wir sind Fronius.
Wir sind Perfect Welding.
Höchste Lichtbogenqualität, tiefgreifendes Kundenverständnis,
Durst nach technischem Fortschritt: Das sind wir, das ist Fronius
Perfect Welding. Wir sind Innovationsführer für Lichtbogenschweissen
und globaler Marktführer für robotergestütztes
Schweissen. Unsere Expertise stellen wir bei individuellen,
automatisierten Komplettsystemen und digitalen Schweisslösungen
für die Industrie 5.0 unter Beweis. Intuitive Schweissgeräte
für manuelle Schweissanwendungen, hochwertiges
Schweisszubehör und effektive Schutzprodukte für die Sicherheit
von Anwenderinnen und Anwendern komplettieren unser
Portfolio. Als globales Unternehmen setzen wir auf regionalen
Service: Unsere Vor-Ort-Teams sind weltweit für unsere Kundinnen
und Kunden da. Mit unseren Technologien setzen wir
zukunftsweisende Akzente und schaffen Verbindungen – zwischen
Metallen, Branchen und Menschen.
28
Reibschweissen
Reibschweissen
Reibschweissen - eine interessante Technologie mit hoher
Präzision und Energieeffizienz
Mit dem Reibschweiss-Verfahren können problemlos unterschiedliche
Materialien zusammengefügt werden. Beispiele
sind Verbindungen aus ferritischem und austenitischem Stahl,
Stahl-Guss sowie Verbindungen aus Stahl und Nichteisenmetallen
wie beispielsweise Stahl-Kupfer-Verbindungen für
Druckgusskolben oder Keramik-Metall-Verbindungen
Verfahrensvorteile gegenüber Schweissen, Giessen und
Zerspanen
Reibung und Druck – das Prinzip des Reibschweissens ist einfach
und genial und hat sich in den vergangenen Jahrzehnten
aufgrund seiner vielfältigen Möglichkeiten und beeindruckenden
Vorteile zu einem der sichersten und wirtschaftlichsten
Fügeverfahren der modernen Fertigungstechnik und in der
Massenproduktion entwickelt. Einen grossen Anteil daran hat
das unternehmen Klaus Raiser GmbH & Co. KG in Eberdingen.
Seit 50 Jahren treibt das Unternehmen als Pionier und Trendsetter
die Entwicklung der Reibschweisstechnologie stetig
voran. Kunden in den Schlüsselindustrien profitieren weltweit
von leistungsstarken, energieeffizienten Raiser Reibschweissmaschinen
oder von der Bauteil-Lohnfertigung. Raiser zählt
hier im Raum Deutschland-Österreich-Schweiz zu den Reibschweiss-Technologieführern.
Das Reibschweissen ist ein Schweissverfahren aus der Gruppe
des Pressschweissens, wurde in den 1950er Jahren entwickelt
und für industrielle Anwendungen nutzbar gemacht – das
Prinzip: Die beiden zu verbindenden Werkstücke werden aufeinander
zubewegt.
Dabei rotiert das eine Fügeteil extrem schnell um die eigene
Achse (Rotationsreibschweissen) oder schwingt hin und her
(Linearreibschweissen), während das andere stillsteht. Treffen
die beiden Werkstücke zusammen, erzeugt die Reibung eine
enorme Hitze, und an den Kontaktflächen bilden sich chemische
Brücken.
Sobald diese ihre höchstmögliche Dichte erreicht haben, wird
die Bewegung angehalten und gleichzeitig der Pressdruck
deutlich erhöht. Danach sind die Teile verschweisst.
Der charakteristische Materialwulst an der Kontaktstelle kann
durch anschliessendes Abdrehen schnell und problemlos entfernt
werden.
Heute ist Reibschweissen eines der sichersten Verbindungsverfahren
für die moderne Massenfertigung. Es nimmt in vielen
industriellen Fertigungsbereichen einen festen Platz ein, und
Reibschweissverbindungen gewährleisten einen hohen und
leicht reproduzierbaren Qualitätsstandard.
Schweisstechnik · Soudure · Saldatura 02/2025 29
Dabei hat Reibschweissen viele Vorteile: Taktzeiten von wenigen
Sekunden sowie sehr hohe Qualität der Schweissnähte.
So hat die Verbindungsnaht bei diesem Schmiedegefüge
durch die Vollverschweissung meist eine höhere Festigkeit als
das Grundmaterial selbst. Dabei ist das Verfahren so sicher
und reproduzierbar, dass so gut wie kein Ausschuss entsteht.
Pionier und Trendsetter beim Lohnschweissen und Maschinenbau
1969 gründete Klaus Raiser seinen Betrieb als Zulieferer für
Schweisskonstruktionen in Eberdingen im Landkreis Ludwigsburg.
Danach fand der Firmengründer schnell zu dem bis dahin
eher unbekannten Reibschweissen und erkannte die vielen
Vorteile und Möglichkeiten.
Seit 1974 ist die Reibschweisstechnologie in ihren vielen Facetten
Kerngeschäft des Unternehmens und ebnet Raiser bis
heute den Weg vom Handwerksbetrieb zu einem weltweit
gefragten Technologieunternehmen, das dieses leistungsfähige
Verfahren stetig weiterentwickelt und vorantreibt. Zu den
Kunden zählen unter anderem Maschinen- und Anlagenbauer
sowie zahlreiche Automobilhersteller und -zulieferer jeder
Grössenordnung.
Ein besonderer Vorteil: Reibschweissen ermöglicht das Fügen
unterschiedlichster Werkstoffe, da sich die Verbindung nicht
über die schmelzflüssige Phase bildet. Noch interessanter als
die Möglichkeiten zum Verbinden verschiedener Stahlwerkstoffe
ist die Kombination verschiedener Nichteisenwerkstoffe
untereinander bzw. mit Stahl.
Beispielhaft aus einer nahezu unbegrenzten Applikationsliste
sind Stahl-Kupfer- und Aluminium-Kupfer-Verbindungen für
Druckgusskolben und die Elektronikindustrie zu nennen.
Mit stetigem Erfolg wuchs das Unternehmen solide. So erweiterte
Raiser 2007 zum Beispiel seine Produktionsfläche mit dem
Bau eines neuen Verwaltungsgebäudes und einer neuen Produktionshalle
im nahegelegenen Hochdorf um 3.700 m 2 . Die
Prozesse Reibschweissen, mechanische Bearbeitung, Schweisskonstruktionen,
Roboterschweissen, Glühen und Maschinenbau
laufen somit wieder am selben Ort ab.
Heute gehört Raiser mit fünf Reibschweissanlagen und einer
Kapazität von <0,5 t bis 125 t Stauchkraft zu den grössten
Lohnreibschweissunternehmen in Deutschland. Dabei geht
Raiser als modernes Dienstleistungsunternehmen weit über die
eigentliche Lohnfertigung hinaus, stellt einbaufertige Komponenten
her und bietet die Vor- und Nachbearbeitung komplett
aus einer Hand an.
Neben umfangreichen Kapazitäten im Bereich des Rotationsreib-
und Linearreibschweissens bietet Raiser auch das moderne
Verfahren Rührreibschweissen (Friction Stir Welding)
als Dienstleistung an.
Reibschweissen
30
Reibschweissen
Sowohl zur Maschinen- als auch zur Prozessentwicklung setzt
Raiser das numerische Simulationsverfahren der Finite- Elemente-Methode
(FEM) ein. Die Prozesssimulation erlaubt eine
präzise Analyse des Reibschweissprozesses vor, während und
nach der Schweissung.
Durch den ständigen Abgleich mit realen Prozessdaten lässt
sich eine präzise Simulation erreichen. Durch modernste Prüfund
Überwachungsmethoden werden alle geforderten Qualitätsstandards
erfüllt.
Dr. Elmar Raiser, Sohn des Firmengründers und heutiger Geschäftsführer
der Klaus Raiser GmbH & Co. KG, der 1994
nach Maschinenbaustudium und Promotion in das Unternehmen
eintrat und 2007 das «Firmenzepter» seines Vaters übernahm
erläutert die Firmenphilosophie: «Die Beratung unserer
Kunden bei der Optimierung von Fügegeometrien und Werkstoffauswahl
ist Voraussetzung für den kundenindividuellen Erfolg.
Unsere Mitarbeit in nationalen wie internationalen Fachgremien
und Forschungsprojekten gewährleistet, dass stets die
neuesten Erkenntnisse in die Fertigung einfliessen.
Darüber hinaus fördert unser seit 2011 im Zwei-Jahres-Rhythmus
ausgelobter «Raiser Innovationspreis Reibschweisstechnik»
Forschung- und Entwicklung auf dem Gebiet des Reibschweissens
nachhaltig. Ein besonderes Anliegen des Awards
ist es, Nachwuchskräfte aus Wissenschaft und Wirtschaft zu
unterstützen und sie anzuregen, ihre innovativen Neu- und
Weiterentwicklungen auf allen Gebieten des Reibschweissens
zu präsentieren.»
Reibschweissen
Schweisstechnik · Soudure · Saldatura 02/2025 31
Ausgeklügeltes Reibschweissmaschinen-Konzept
Die jahrzehntelange Erfahrung mit dem Verfahren beim Lohnreibschweissen
hat Raiser in die Entwicklung und den Bau von
Reibschweissmaschinen einfliessen lassen. Wichtige Kapitel
der Firmengeschichte sind dazu u. a. die 2012 gegründete
Raiser Engineering GmbH & Co. KG für die Produktion von
Sondermaschinen.
Damit gelingt der Komplettservice von der Planung über die
CAD-Konstruktion, Simulation und Optimierung bis hin zum
Bau und zur Montage – und das alles aus einer Hand. 2021
übernimmt Raiser den Geschäftsbereich Reibschweissen der
SYMACON Maschinenbau GmbH und erweitert damit das
Produktportfolio im Bereich Reibschweissmaschinen. Durch
diese Erweiterung der Kompetenzen ist Raiser als Fullservice-
Anbieter für das Reibschweissen – von der Prozessentwicklung,
über Lohnfertigung im Klein- und Grossserienbereich bis
hin zur fertigen Maschine.
Das Maschinenportfolio von Raiser umfasst heute Maschinen
mit einer Axialkraft von 5 bis 3`000 kN. Das reicht von der
Standardmaschine bis hin zur nach Kundenwunsch massgeschneiderten
Sonderanlage – als Stand Alone-Einheit bzw.
als eine Fertigungseinheit integriert in einem Produktions-
Workflow.
Elmar Raiser: «Unsere umfangreichen Erfahrungen und das
grosse Knowhow auf dem Gebiet der Reibschweisstechnik
fliessen konsequent in die Entwicklung von Reibschweissmaschinen
ein.
Reibschweissen
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Reibschweissen
Die Weitergabe jahrzehntelanger Erfahrung verschafft unseren
Kunden einen Vorsprung beim Einsatz der Reibschweisstechnik.
Sowohl bei Linear- als auch bei Rotationsreibschweissmaschinen
steht die optimale Anpassung der Maschine an
das zu fertigende Bauteil sowie an die individuellen Kundenwünsche
im Vordergrund.
Unser Anspruch ist hierbei, die für den jeweiligen Anwendungsfall
optimierte Maschine zu fertigen. Dabei bedienen
wir uns einem grossen Baukasten an Standardkomponenten.
Das moderne und auf den jeweiligen Einzelfall abgestimmte
Maschinenkonzept ermöglicht die Einbindung der Reibschweissmaschine
in vor- und nachgelagerte Fertigungsabläufe.»
Der Einsatz von bewährten und standardisierten Komponenten
sorgt dabei für eine hohe Maschinenverfügbarkeit und
eine lange Lebensdauer. Hierbei setzt Raiser konsequent auf
servo-elektrische Vorschubantriebe zur Aufbringung der axialen
Prozesskräfte.
Hieraus ergibt sich neben den vielfältigen prozesstechnischen
Vorteilen wie Längengenauigkeit, Rundlaufeigenschaften und
Reproduzierbarkeit auch ein grosses Energieeinsparpotential
gegenüber den klassischen hydraulischen Reibschweissmaschinen.
Neben Automatisierungskonzepten bei der Teilezu-
und -abführung sowie der reinen Prozesstechnik stehen
bei den Maschinenlayouts stets Bedienkomfort, Service- und
Wartungsfreundlichkeit sowie schnelle Umrüstmöglichkeiten
im Vordergrund. Einen grossen Schwerpunkt setzt Raiser auch
auf die Entfernung der beim Reibschweissen entstehenden
Schweisswulst.
Hier stehen die unterschiedlichsten Entfernungsverfahren wie
Drehen, Fräsen und Stanzen sowohl für den Aussen- als auch
gegebenenfalls entstehenden Innenwulst zur Verfügung. Moderne
CNC-Dreh- und Fräseinheiten ermöglichen die präzise
Vor- und Nachbearbeitung der Teile unmittelbar vor oder
nach dem Reibschweissprozess.
Nachhaltige Produktion dank innovativem Maschinenbau
«Das Besondere an unseren Reibschweissmaschinen ist, dass
die Spindel (Rotor) im Gegensatz zu den Reibschweissmaschinen
der meisten Marktbegleiter, in axialer Richtung die
Stauchkraft aufbringt. Das sorgt für mehr Platz und ermöglicht
eine grössere Variantenvielfalt der montierbaren Spanntechnik»,
erklärt Elmar Raiser. «Zudem erzeugen wir die Vorschubkraft
über einen servo-elektrischen Antrieb.
Das bringt weitere Vorteile mit sich, wie beispielsweise eine
geringere Lärmemission und eine bessere Energieeffizienz. Im
besten Fall fällt so das Hydraulikaggregat weg oder kann kleiner
ausgelegt werden, da nur noch die Spannbewegungen
hydraulisch angesteuert werden.» Ein typisches Beispiel für
innovativen Raiser Maschinenbau ist die Reibschweissmaschi-
Reibschweissen
Schweisstechnik · Soudure · Saldatura 02/2025 33
ne HFR 1000. Mit ihr bietet Raiser eine universelle Lösung für
Bauteile mit einer Reibfläche von bis zu 8`000 mm² bei einer
Stauchkraft von 1`000 kN. Aufgrund des Baukastensystems
kann die HRF 1000 zu einer HRF 1500 in einer höheren Ausbaustufe
werden.
Durch die modulare Bauweise wird zudem ein vielfältiges
Bauteilspektrum abgedeckt, das selbst Spezialmaschinen ersetzen
kann. Mit der Stauchkraft und dem hohen Drehmoment
der HRF 1000 lassen sich neue Märkte für Bauteile erschliessen,
für die das Reibschweissverfahren bisher nicht geeignet
schien.
Das Maschinenkonzept bietet verschiedene Ausbaustufen: Es
gibt die Möglichkeiten zwischen einer Standalone-Maschine
mit manueller Beladung; einer geschlossenen Fertigungszelle
mit unterschiedlichen Automationslösungen oder einer vollautomatisierten
Anlage, die in die Produktionskette integriert
werden kann.
Besonderen Wert legt Raiser auch auf bauteilfokussierte
Spannsysteme. Denn auf der Statorseite müssen oft sehr komplexe
und auch mitunter empfindliche Komponenten eingespannt
werden. Bei Raiser erhalten Anwender deswegen auf
Wunsch auch die Entwicklung und Konstruktion einer bauteilabgestimmten
Werkstückspannung. Darüber hinaus schützt
Prozessautomatisierung zuverlässig Mensch, Maschine und
die Umwelt.
Elmar Raiser resümiert: «Ein Grundstein des Erfolges sind unsere
70 motivierten Mitarbeitenden. Mit ihnen entwickeln wir
uns ständig weiter und wir finden immer wieder neue Wege,
um die anspruchsvollen Herausforderungen unserer Kunden
noch besser zu meistern.
Die Lösung einer Aufgabe bei speziellen Werkstoffverbindungen
besteht für uns nicht nur darin, gute Reibschweisstechnologie
zu liefern. Sie beginnt bei der eingehenden Analyse
und der Beratung des Kunden und endet mit der kundenindividuellen
Reibschweisslösung – im Lohnbereich wie auch im
Anlagenbau.
Unterm Strich erfüllen unsere Reibschweissmaschinen sowohl
aktuelle als auch zukünftige Anforderungen an Qualität, Performance,
Wirtschaftlichkeit und Flexibilität.»
Effiwelding Programm, Fördergelder für effiziente
Schweissgeräte
EFFIWELDING ist ein nationales Förderprogramm von Savenergy
Consulting GmbH zur finanziellen Förderung von
energieeffizienten Schweissgeräten. Dieses Förderprogramm
wird unterstützt durch ProKilowatt unter der Leitung des Bundesamtes
für Energie.
Das Effiwelding-Programm zielt darauf ab, ineffiziente
Schweissgeräte durch effiziente Geräte zu ersetzen und so
über 15 Jahre hinweg mehr als 116 GWh Strom einzusparen.
Gefördert werden Schweissgeräte, die die neusten EU-CH
Normen für Energieeffizienz erfüllen, über die gesetzlichen
Anforderungen der EU-Verordnung 2019/1784 hinausgehen
und Mindestanforderungen aufweisen. Der Förderbeitrag beträgt
maximal 30 % der Investitionssumme.
Das EFFIWELDING-Programm fördert die Anschaffung von
Schweissgeräten, die energieeffizienter sind als die ursprünglich
verwendeten alten Geräten. Gefördert wird der Austausch
von alten Schweissgeräten, die durch neue energieeffiziente
Schweissgeräte ersetzt werden. Das neue Effiwelding Programm
ist gültig vom 2024 bis voraussichtlich Frühling 2026.
Die neuesten Generationen von Elektroschweissgeräten arbeiten
mit elektronischen Steuerungen anstelle von Transformatoren,
wodurch sie sowohl im Standby-Betrieb als auch bei
der tatsächlichen Nutzung während des Schweissens wesentlich
effizienter sind, in dem sie die Schweisszeiten um bis zu
30 % verkürzt, was wiederum zu Stromeinsparungen führt.
Projekte aus der ganzen Schweiz können teilnehmen.
Die Kernidee des Förderprogramms ist es, metallverarbeitende
Betriebe (KMU und Industrie) bei der Umsetzung energieeffizienter
Lösungen zu unterstützen.
Mehr Informationen
www.effiwelding.ch
Programmleitung
Savenergy Consulting GmbH
Schaffhauserstrasse 34
8006 Zürich
Giordano.pauli@savenergy-consulting.ch
Weitere Informationen:
Klaus Raiser GmbH & Co. KG
Zeppelinring 6
71735 Eberdingen (Hochdorf)
+49 7042 88105-0
info@raiser.de
www.raiser.de
alle Fotos: Klaus Raiser GmbH & Co. KG
Reibschweissen
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Absaugtechnik beim Schweissen
Effiziente Absaugtechnik für eine nachhaltige Produktion:
Eine Investition mit Weitblick
Die Integration einer modernen Absauganlage stellt für viele
Produktionsbetriebe eine erhebliche Herausforderung dar.
Nicht nur technische, sondern auch wirtschaftliche und organisatorische
Aspekte müssen sorgfältig abgewogen werden.
Die AF Fercher Stahl. Metall. Modulbau AG hat diesen Schritt
gewagt und eine innovative Lösung zur Luftreinhaltung umgesetzt.
Gemeinsam mit der TEKA Absaug- und Entsorgungstechnologie
GmbH sowie der LWB Weld Tech AG wurde die
Anlage erfolgreich konzipiert und geliefert. Montiert wurden
die Komponenten danach durch die AF Fercher Stahl. Metall.
Modulbau AG.
Technische Umsetzung & Planung
»Ich wollte keine halbgare Lösung, sondern ein System, das
unsere Bedürfnisse zu 100 Prozent erfüllt – auch wenn es
mehr kostet», so der Inhaber, Schweissfachmann und Techniker
Hans Fercher.
Ein zentrales Kriterium war die Energieeffizienz. Die AF Fercher
Stahl. Metall. Modulbau AG verfolgt eine langfristige
Strategie zur nachhaltigen Produktion, die bereits vor Jahren
mit der Installation einer Solaranlage begann.
Seit ihrer Gründung im Jahr 1982 steht das Unternehmen als
ISO 9001 - EXC3 zertifizierter Betrieb für höchste Qualität
und Innovationskraft. Die neue Airtech P30 Absauganlage
der TEKA Absaug- und Entsorgungstechnologie GmbH wurde
in dieses Konzept integriert, um Energieverluste zu minimieren
und den eigenen Strom sinnvoll zu nutzen.
Arbeitsschutz
Auch die Luftführung innerhalb der Halle wurde optimiert. Dabei
wurden klare Anforderungen an die TEKA Absaug- und
Entsorgungstechnologie GmbH sowie die LWB Weld Tech AG
gestellt: hohe Funktionalität, effiziente Filtertechnologie und
eine Funktionsgarantie. Kleine bauliche Anpassungen innerhalb
der Halle waren notwendig, um den Luftstrom optimal zu
leiten und die Absaugpunkte strategisch zu platzieren.
Produktmerkmale der AirTech
Die AirTech ist die perfekte Ergänzung für Betriebe, bei denen
eine Punktabsaugung nicht ausreicht. Durch eine effiziente
Wärmerückführung bleibt die teuer aufgeheizte Hallenluft in
der Halle, was zu erheblichen Einsparungen bei den Heizkosten
führt. Dank modernster Filtertechnik mit hochwertigem
Filtermaterial, grosser Filterfläche und automatischer, bedarfsgerechter
Abreinigung zeichnen sich die Filter durch eine besonders
hohe Lebensdauer aus.
Die AirTech-Anlagen sind in verschiedenen Grössen erhältlich,
sodass je nach Rauchaufkommen und Hallengrösse auch
hohe Luftwechselraten erreicht werden können. Mit den innovativen
AirTech-Konzepten lässt sich die Schadstoffbelastung
in der Hallenluft erheblich reduzieren, was zu einer deutlichen
Verbesserung der Luftqualität führt.
Die AirTech ist IFA-W3-zertifiziert und garantiert eine Abscheidung
> 99 % der Schadstoffparitkel bis in den μ-Bereich.
Nutzerperspektive und Akzeptanz
Die Mitarbeitenden der AF Fercher Stahl. Metall. Modulbau
AG standen der neuen Technologie von Anfang an positiv
gegenüber. Die Erwartungen wurden voll erfüllt: Ein sauberer,
attraktiver und professioneller Arbeitsplatz, der nicht nur die
Luftqualität verbessert, sondern auch den Umweltgedanken
stärkt. Die Umstellung fiel leicht, da die Airtech P30 Filteranlagen
der TEKA Absaug- und Entsorgungstechnologie GmbH
intuitiv zu bedienen sind.
Effekte auf Gesundheit und Arbeitsschutz
Bereits nach kurzer Zeit zeigten sich deutliche Verbesserungen.
Messungen der Luftqualität mit dem TEKA AirTracker
belegen einen Rückgang von Feinstaub und Partikeln, was sich
insbesondere im Winter an den Filtern sichtbar macht.
Beschwerden wie Reizungen oder Atemprobleme gingen
spürbar zurück, und das Arbeitsklima profitierte erheblich.
Auch Ablagerungen auf Oberflächen und Maschinen haben
sich reduziert – insbesondere durch die Eliminierung unkontrollierter
Schweissrauche.
Schweisstechnik · Soudure · Saldatura 02/2025 35
Wirtschaftliche und organisatorische Aspekte
Neben der Absauganlage wurden weitere Arbeitsplätze optimiert.
Neue LED-Beleuchtung und Druckluftsysteme wurden
integriert, da die Absaugtechnik ohnehin entsprechende Installationen
erforderte. Trotz dieser Zusatzinvestitionen blieb
die AF Fercher Stahl. Metall. Modulbau AG im Budget, da ein
Grossteil der Montagearbeiten intern durchgeführt wurde.
Die Produktivität profitierte ebenfalls von der Massnahme:
Die Qualität der Arbeitsplätze stieg signifikant, was sich in
einer effizienteren Produktion widerspiegelt. Staatliche Förderungen
für solche Investitionen sind rar, doch die AF Fercher
Stahl. Metall. Modulbau AG setzt ohnehin auf nachhaltige
und sinnvolle Lösungen, statt auf kurzfristige Subventionen.
Zukunftsausblick & Empfehlungen
Die Umsetzung der Absaugtechnik in Halle 2 war ein Meilenstein.
In Kürze folgt die Installation in Halle 1, womit die
Schweissräume endgültig rauchfrei werden. »Für uns ist das
ein lang gehegter Wunsch, den wir nun realisieren konnten.
Vor zehn Jahren waren die Systeme für mich einfach noch nicht
ausgereift genug», erklärt der Inhaber Hans Fercher.
Betrieben, die vor einer ähnlichen Entscheidung stehen, gibt
er einen klaren Rat: »Tut es einfach! Es verbessert nicht nur die
Arbeitsbedingungen und die Gesundheit der Mitarbeitenden,
sondern steigert auch das Image des Unternehmens.» Die
Kombination aus nachhaltigem Denken, strategischer Planung
und technologischem Fortschritt zeigt, dass Effizienz und
Umweltbewusstsein sich nicht ausschliessen – sondern sogar
Hand in Hand gehen können.
Das Unternehmen TEKA
Die TEKA Absaug- und Entsorgungstechnologie GmbH ist seit
30 Jahren einer der europaweit führenden Hersteller von Absaug-
und Filteranlagen für Industrie, Handel, Handwerk und
Labore. Als zuverlässiger Partner und Experte für saubere Luft
am Arbeitsplatz beliefert TEKA international mittelständische
Unternehmen und Konzerne aus der metallverarbeitenden Industrie,
der Elektroindustrie und der Labortechnik.
TEKA-Anlagen sorgen für gesunde Raumluft und somit einen
umfassenden Gesundheitsschutz bei Mitarbeitern und tragen
zum Umweltschutz bei. Die Produktpalette umfasst seriell mobile
und stationäre Anlagen, Sonderausführungen sowie komplexe
Systemlösungen für die Schneidindustrie und die VAC-
Serie für die leistungsstarke brennerintegrierte Absaugung.
Das Produktportfolio wird ergänzt durch Schneid-, Schweiss-
und Brennschneidtische sowie Sicht- und Schallschutz.
Rund 140 Mitarbeiter arbeiten in Entwicklung, Fertigung und
Vertrieb Hand in Hand, um international mit intensiven Beratungs-,
Service- und Montageleistungen massgeschneiderte
Lösungen zu bieten.
Nahezu alle TEKA-Produkte erfüllen die sicherheitstechnischen
Anforderungen für die höchste Schweissrauchabscheideklasse
und sind nach DIN EN ISO 15012-1 mit dem »W3»-Qua-
Arbeitsschutz
36
Absaugtechnik
litätszertifikat ausgezeichnet. TEKA ist erfolgreicher Vorreiter
auf dem Gebiet Industrie 4.0, wie das Unternehmen mit der
Airtracker-Familie für die digitale Raumluftüberwachung und
SmartFit-Boxen zur Anlagenvernetzung beweist. Durch die
aktive Mitarbeit im Verband »Industry Business Network 4.0»
(IBN 4.0) engagiert sich TEKA für die Entwicklung von Anlagenstandards.
Weitere Informationen
TEKA Absaug- und Entsorgungstechnologie GmbH
Millenkamp 9, 48249 Coesfeld, Deutschland
www.teka.eu
30 Jahre
Saubere Luft.
Made in Germany.
LWB WeldTech AG Schneidersmatt 32, 3184 Wünnewil,
www.lwbweldtech.ch
AF Anton Fercher Stahl.Metall.Modulbau AG
Kantonsstrasse 59, 3930 Visp
www.fercher.ch
TEKA Absaug- und Entsorgungstechnologie GmbH
Millenkamp 9 · D-48653 Coesfeld · 02541 84 84 1-0 · info@teka.eu · www.teka.eu
Brandverhütung
auf der Baustelle.
Damit der Funke
nicht überspringt.
Arbeitsschutz
Mobile Werkbank mit Absaugung, Bildquelle: Fa. LWB Düdingen
Jetzt Checklisten bestellen
oder herunterladen: vkg.ch/baustellen
Schweisstechnik · Soudure · Saldatura 02/2025 37
Programma Effiwelding, incentivi per saldatrici
efficienti
EFFIWELDING è un programma nazionale d'incentivazione
di Savenergy Consulting GmbH per la promozione finanziaria
di saldatrici ad alta efficienza energetica. Questo programma
d'incentivazione è sostenuto da ProKilowatt sotto la
direzione dell'Ufficio federale dell'energia.
Programme Effiwelding, subventions pour des
appareils de soudage efficaces
EFFIWELDING est un programme d'encouragement national
de Savenergy Consulting GmbH pour le financement
d'équipements de soudage économes en énergie. Ce programme
d'encouragement est soutenu par ProKilowatt sous la
direction de l'Office fédéral de l'énergie.
Le programme Effiwelding vise à remplacer les appareils de
soudage inefficaces par des appareils efficaces et à économiser
ainsi plus de 116 GWh d'électricité sur 15 ans.
Sont éligibles les appareils de soudage qui répondent aux
dernières normes UE-CH en matière d'efficacité énergétique,
qui vont au-delà des exigences légales du règlement UE
2019/1784 et répondent aux exigences minimales. La contribution
de soutien s'élève à un maximum de 30% du montant
de l'investissement.
Le programme EFFIWELDING encourage l'achat d'appareils
de soudage plus économes en énergie que les anciens appareils
utilisés à l'origine. Est encouragé le remplacement des
anciens appareils de soudage, qui sont remplacés par de nouveaux
appareils de soudage économes en énergie.
Le nouveau programme Effiwelding est valable de 2024 au
printemps 2026 selon les prévisions.
Les dernières générations d'appareils de soudage électrique
fonctionnent avec des commandes électroniques au lieu de
transformateurs, ce qui les rend beaucoup plus efficaces en
mode veille et en utilisation réelle pendant le soudage, en réduisant
les temps de soudage jusqu'à 30%, ce qui entraîne des
économies d'énergie électrique. Des projets de toute la Suisse
peuvent y participer.
Il programma Effiwelding mira a sostituire le apparecchiature
di saldatura inefficienti con apparecchiature efficienti, risparmiando
così oltre 116 GWh di energia elettrica in 15 anni.
Vengono incentivate saldatrici che soddisfano le più recenti
norme UE-CH per l'efficienza energetica, superano i requisiti
di legge del Regolamento UE 2019/1784 e rispettano i requisiti
minimi. Il contributo d'incentivazione ammonta al massimo
al 30% dell'importo d'investimento.
Il programma EFFIWELDING incentiva l'acquisto di saldatrici
più efficienti dal punto di vista energetico rispetto alle vecchie
apparecchiature originariamente utilizzate. Viene incentivata
la sostituzione di vecchie saldatrici, che vengono sostituite da
nuove saldatrici ad alta efficienza energetica.
Il nuovo programma Effiwelding è valido dal 2024 fino presumibilmente
alla primavera del 2026.
Le ultime generazioni di saldatrici elettriche funzionano con
controlli elettronici al posto dei trasformatori, rendendole molto
più efficienti sia nella modalità stand-by che in uso effettivo
durante la saldatura, riducendo i tempi di saldatura fino al
30%, con conseguente risparmio di energia elettrica. Possono
partecipare progetti provenienti da tutta la Svizzera.
L'idea centrale del programma d'incentivazione è quella di
sostenere le aziende di lavorazione dei metalli (PMI e industria)
nell'attuazione di soluzioni ad alta efficienza energetica.
Maggiori informazioni su:
www.effiwelding.ch
Direzione del programma
Savenergy Consulting GmbH
Schaffhauserstrasse 34
8006 Zürich
Giordano.pauli@savenergy-consulting.ch
L'idée principale du programme de soutien est d'aider les entreprises
de transformation des métaux (PME et industrie) à
mettre en œuvre des solutions économes en énergie.
Plus d'informations sur:
www.effiwelding.ch
Direction du programme
Savenergy Consulting GmbH
Schaffhauserstrasse 34
8006 Zürich
Giordano.pauli@savenergy-consulting.ch
Effiwelding
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Gase beim WIG-Schweissen
Aussagekräftige Analyseverfahren der Schutzgasströme
finden erstmals praktische Anwendung in
der Industrie
Durchschnittlich fällt etwa 50 Prozent des Aufwands beim
WIG-Schweissen auf nachgelagerte Prüf- und Nacharbeiten.
Bei höheren Qualitätsanforderungen steigt der Anteil dieser
Arbeitsschritte schnell auf zwei Drittel des Produktionsprozesses,
da engere Prüfungszyklen und aufwändigere Reparaturschweissungen
erforderlich sein können.
Matthias Schaffitz, Wolfram Industrie Winterthur
Dabei kann der Aufwand durch die Auswahl der Parameter
des Schutzgases deutlich reduziert werden. Diese Faktoren
lassen sich jedoch üblicherweise erst an ihren Effekten bewerten.
Eine Korrektur ist dann maximal für das nächste Werkstück
möglich, das unter Umständen eine Anpassung der anderen
Prozessgrössen notwendig macht.
Oxidiert die Elektrode, etwa, weil der Schutzgasstrom zu
niedrig eingestellt wurde, dann tut es auch das Bauteil. Denn
das WIG-Schweissen findet in einem geschlossenen System
statt, in dem es zu Wechselwirkungen zwischen den einzelnen
Komponenten Wolframelektrode, Schweissnaht und Schutzgas
kommt.
Dies bringt einige Herausforderungen mit sich, denn je nach
Anwendungsbereich kann etwa eine poröse oder anderweitig
fehlerbehaftete Schweissnaht am Bauteil fatale Folgen nach
sich ziehen.
Hinzu kommt, dass der Schweissprozess, also das Zusammenfügen
der Komponenten, oftmals relativ spät innerhalb der
Wertschöpfungskette stattfindet. Qualitätsmängel, die erst an
dieser Stelle auftreten, können die gesamte Produktion folglich
schmerzhaft ausbremsen.
Schlieren- und sensorischen Messungen helfen bei der Optimierung des WIG-
Schweissprozesses speziell bei industriellen Anwendungen.
Hinweise auf einen fehlerhaft eingestellten Schutzgasstrom liefern Anlauffarben sowie
der Verschleiss der Wolframelektrode.
WIG-Schweissen
Zwar können Schlierenmethoden frühzeitig bei der Ermittlung
der passenden Schutzgasparameter helfen. Doch die präzisen
bildgebenden Verfahren wurden bisher ausschliesslich in
der akademischen Forschung eingesetzt und liessen sich kaum
in die industrielle Praxis übersetzen.
Über diesen scheinbar unüberwindbaren Abgrund zwischen
Industrie und Forschung hat die Wolfram Industrie eine Brücke
gebaut: Durch eine Kombination aus Schlieren- und sensorischen
Messungen bietet sie in ihrem Schweizer Schweisstechniklabor
Entwicklungensmöglichkeiten und Beratungen
zur Optimierung des WIG-Schweissprozesses speziell für industrielle
Anwendungen an.
Allerdings handelt es sich beim Gasschutz um eine Einflussgrösse,
die sich nicht intuitiv bestimmen lässt. Auch Empfehlungen
sind grösstenteils nur allgemein gehalten und können
von den bei einer spezifischen Anwendung tatsächlich benötigten
Konfigurationen stark abweichen. Schwierigkeiten wie
Elektrodenverschleiss, Zündprobleme oder Materialfehler
werden daher häufig durch einen zu hohen Gasdurchfluss,
der starken Turbulenzen unterliegt, oder einen zu geringen
Volumenstrom hervorgerufen, der den Gasschutz wiederum
anfälliger für Luftverwirbelungen und Zugluft am Arbeitsplatz
macht. Bei einer unpassenden Konfiguration der Schutzgaszufuhr
wird der WIG-Schweissprozess aus diesem Grund
schnell zu einem kostspieligen Unterfangen.
Schweisstechnik · Soudure · Saldatura 02/2025 39
Aufwändige Nacharbeiten und Produktionsausfälle
Einer der grössten Kostenfaktoren entsteht durch Nacharbeiten,
mit denen beim Schweissprozess aufgetretene Qualitätsmängel
ausgeglichen werden. Hierzu zählen Reparaturschweissungen,
die periphere Oxidationen entfernen und so
die Oberflächenbeschaffenheit verbessern sollen.
Hinzu kommen zerstörungsfreie Werkstoffprüfungen, bei denen
die Schweissnaht etwa auf Porosität bis in den Mikrobereich
hinein getestet wird. Während Oxidation durch den namensgebenden
Sauerstoff hervorgerufen wird, entsteht Porosität im
Metall üblicherweise durch Stickstoff oder Wasserstoff. Beides
lässt sich in der Regel auf falsch konfigurierten Gasschutz zurückführen
und durch eine Prozessverbesserung beseitigen.
Mit steigendem Automatisierungsgrad in der Produktion fällt
auch die Maschinenverfügbarkeit immer mehr ins Gewicht.
Denn um wirtschaftlich rentabel zu sein, sind aufwändige und
Viel hilft nicht viel
Die dritte Kostengrösse liegt im Verbrauch des Schutzgases
selbst. Die Prämisse „viel hilft viel“ bringt beim Schutzgasschweissen
keinerlei Mehrwert. Im Gegenteil: In der Praxis
lässt sich beobachten, dass viele Probleme erst durch einen zu
hohen Gasfluss entstehen.
Neben der Verbesserung der Schweissqualität schlägt sich
die Reduktion des unnötigen Gasverbrauchs also unmittelbar
auf die Produktionskosten nieder. Besonders beim Einsatz
von Mischgasen mit einem hohen Anteil an Helium kommen
schnell erhebliche Mehrkosten zustande. Indem die Gaszufuhr
speziell auf die jeweilige Anwendung hin optimiert wird,
lassen sich folglich bis zu mehrere hundert Euro pro Produktionstag
einsparen.
Zwar gibt es Messmethoden, mit denen sich der Gasschutz auf
spezifische Bedingungen auslegen lässt. Diese finden bisher
Die Auswirkungen der Schutzgaseinstellungen lassen sich üblicherweise erst an ihren
Effekten beobachten.
Oxidation einer Wolframelektrode
kostenintensive Schweisszellen, Orbitalanlagen sowie generell
Automationen auf einen hohen Auslastungsgrad angewiesen.
Die eingesetzte Wolframelektrode kann hier allerdings einen
Strich durch die Rechnung machen: Turbulente Gasströme
lassen selbst hochwertige Elektroden oxidieren, was nicht nur
die Qualität der Schweissnaht, sondern auch die Herstellkosten
signifikant erhöht.
Falsch oder nicht ideal eingestellte Gasmengen und -zeiten
machen daher häufige Verschleissteilwechsel und damit einhergehende
Anlagenstillstände notwendig, was die Produktivität
deutlich einschränkt. Dabei können schon kleine Anpassungen
markante Verbesserungen erzielen.
allerdings beinahe ausschliesslich in der akademischen Forschung
Anwendung. Für die Industrie bedeutet dies: Die Auswirkungen
der einzelnen Parameter lassen sich in der Praxis
erst an den jeweiligen, meist negativen Effekten beobachten.
Erschwerend kommt hinzu, dass das Gas selbst mit dem blossen
Auge nicht wahrgenommen werden kann.
Hinweise auf einen fehlerhaft eingestellten Schutzgasstrom
sind für den Schweisser zunächst an Anlauffarben sowie dem
Verschleiss der Wolframelektrode erkennbar. Die problematischeren
Qualitätsmängel am Werkstück selbst wie Porosität
findet man in der Regel nur bei einer prozessbegleitenden
oder nachfolgenden volumetrischen Werkstoffprüfung. Eine
WIG-Schweissen
40
WIG-Schweissen
Messung der Schutzgasströmung in Schweissfuge
Messung der Wärmeströmung und Ausdehnung des Plasmas beim Schweissprozess
Optimierung der Parameter kann sich also frühestens auf das
nächste Werkstück auswirken – sofern dieses nicht völlig andere
Prozessbedingungen erfordert.
Neues Bindeglied zwischen Akademie und Industrie
Um das aufwändige Trial-and-Error-Prinzip nicht länger
hinnehmen zu müssen, betreibt die Wolfram Industrie an ihrem
Standort in der Schweiz ein Schweisstechniklabor. Dort
können die Schweisstechnik-Experten die Umgebungsbedingungen
jeder beliebigen WIG-Schweissanwendung exakt
nachstellen, messen und optimieren.
Hierzu wurden zwei Ansätze aus der wissenschaftlichen Forschung
für die Anwendung in der Industrie adaptiert: Zum einen
sind dies Schlierenmethoden, ein bildgebendes Verfahren
aus der Strömungstechnik, mit dem sich Gas- und Wärmeströmungen
bei brennendem Lichtbogen hochauflösend abbilden
lassen.
WIG-Schweissen
Zum anderen kommen bei Wolfram Industrie sensorische
Messungen zum Einsatz, die beispielsweise den Staudruck,
die Geschwindigkeit und die chemische Zusammensetzung
des Schutzgases erfassen. In Verbindung mit präzisen Positionsdaten
lässt sich der Gasschutz auf diese Weise dreidimensional
vermessen und unter Berücksichtigung sämtlicher Umgebungsbedingungen
sowie Einflussgrössen für den einzelnen
industriellen Anwendungsfall optimieren.
Weitere Informationen
www.wolfram-industrie.de/
Bildquelle für alle Fotos: Gesellschaft für Wolfram Industrie mbH
Edelstahl Rostfrei für
Hochtemperaturspeicher
Schweisstechnik · Soudure · Saldatura 02/2025 41
Bild 1: Die werkstofftypischen Eigenschaften von Edelstahl Rostfrei machen ihn zum bewährten Klassiker für Hochtemperaturspeicher. © WZV/Hans van Bebber
Industrieunternehmen, Energieversorger, Biomasseheizkraftwerke
und Müllverbrennungsanlagen stehen vor grossen Herausforderungen:
Politische Vorgaben und Druck von Kunden
und Investoren zur Dekarbonisierung der Prozesse müssen
mit steigender Kosteneffizienz, mangelnder Planbarkeit von
Angebot und Nachfrage erneuerbarer Energiequellen sowie
Kostenunsicherheit bei fossilen Energien in Einklang gebracht
werden.
Hochtemperaturspeicher sind ein Schlüsselelement zur Integration
volatiler Energiequellen in die Wärmeversorgung. Sie
bieten viel Potenzial für die notwendige Prozesseffizienz und
Flexibilität für Industrie, Strommarkt und Sektorenkopplung.
Mechanische Belastung, hohe Temperaturen sowie Korrosivität
der eingesetzten Wärmeträger und Speichermedien stellen
hohe Anforderungen an die in den Speicherkonstruktionen
eingesetzten Werkstoffe.
Die werkstofftypischen Eigenschaften von Edelstahl Rostfrei
machen ihn zum bewährten Klassiker für den Bau von Wärmetauschern,
Dampferzeugern, Hochtemperaturrohren oder
Salzschmelze-Speichertanks. Ob zum Spitzenlastausgleich,
für eine effiziente Abwärmenutzung oder sichere Dampfversorgung:
Hochtemperaturspeicher erhöhen die Sicherheit
der Strom-, Wärme- und Dampfversorgung und reduzieren
gleichzeitig die Abhängigkeit von regenerativen und fossilen
Energiequellen. Überall, wo schnell Wärme ein- und ausgespeichert
werden muss oder sehr hohe Temperaturen im Prozess
gebraucht werden, sind thermische Energiespeicher unverzichtbar.
Die zur Auswahl stehenden Speicherarten werden unterschieden
nach Temperatur, Speicherdauer und thermodynamischem
Prinzip. Hochtemperaturspeicher arbeiten bei Temperaturen
von über 500 °C, Mitteltemperaturspeicher von
120 bis 500 °C und Niedertemperaturspeicher bei Temperaturen
unter 120 °C.
Optimal ausgeschöpft werden die Vorteile von Energiespeichern
durch eine kluge Kombination aus Kurzzeitspeichern,
deren Kapazitäten von einigen Stunden bis zu wenigen Tagen
reichen, und Langzeitspeichern für wenige Wochen bis
zu einem Jahr.
Breites Technologiespektrum
Die Auswahl der jeweils geeigneten Speichertechnologie
hängt massgeblich vom erforderlichen Temperaturbereich
Hochtemperaturspeicher
42
Edelstahl Rostfrei für Hochtemperaturspeicher
Bild 2: Hochtemperaturspeicher sind ein Schlüsselelement zur Integration volatiler Energiequellen
in die Wärmeversorgung © WZV/Hans van Bebber
und dem eingesetzten Wärmeträgermedium ab. Bei thermodynamischen
Wärmespeichern unterscheidet man zwischen
sensiblen, latenten, thermochemischen und elektrothermischen
Speichern.
Sensible Wärmespeicher speichern die Wärmeenergie durch
Erhöhung der Temperatur eines Wärmeträgermediums wie
Wasser, Thermalöl, Salz oder Gas. Die speicherbare Energiemenge
ist abhängig von der spezifischen Wärmekapazität
des Mediums. Diese ist beispielsweise bei Wasser sehr hoch.
Aus hochwertigem Edelstahl gefertigte Pufferspeicher sind
deshalb im Niedrigtemperaturbereich bis 100 °C zur Wärmeversorgung
sehr verbreitet. Ihre Rund- und Längsnähte sowie
alle Anschlüsse werden unter formierter Schutzgasatmosphäre
geschweisst. Abschliessend erhält der Speicher eine Tauchbeizung
mit nachfolgender Passivierung der Oberfläche.
Integrierte Flachrohrregister aus Edelstahl erhöhen nicht nur
den Wirkungsgrad des Speichers bei zugleich verringertem
Bild 3: Integrierte Flachrohrregister aus Edelstahl Rostfrei überzeugen durch ihre Langlebigkeit.
© ECOTHERM Austria
Gewicht, sondern überzeugen auch durch ihre Robustheit bei
der Montage, Wartungsarmut und Langlebigkeit.
Oberhalb von 100 °C steigt der Dampfdruck beim Einsatz
von Wasser stark an, was zu höheren Anforderungen an die
Behälter und damit auch zu höheren Kosten führt. Für Temperaturen
von 100 °C bis 400 °C kommen derzeit vor allem
Thermalölspeicher zum Einsatz. Das Fluid hat jedoch eine geringere
Wärmeleitfähigkeit als Wasser.
Ein zunehmend breites Einsatzspektrum bieten Flüssigsalzspeicher,
die ebenfalls zu den sensiblen Speichern zählen.
Ihre Salzschmelze wird aus konzentrierter Solarwärme, überhitztem
Dampf oder Abwärme drucklos auf Temperaturen von
250 bis zu 565 °C erhitzt und kann die Wärme für mehrere
Stunden und sogar Tage speichern.
Ein bewährter Werkstoff für die Konstruktion dieser Speicher
ist Edelstahl der Güte 1.4961. Er erlaubt bei hohen Tempe-
Hochtemperaturspeicher
Bild 4: Flachrohrregister aus Edelstahl erhöhen in sensiblen Wärmespeichern den Wirkungsgrad
des Speichers. © ECOTHERM Austria
Bild 5: Pufferspeicher aus Edelstahl Rostfrei speichern und stellen erzeugte Wärmeenergie
bereit. © WZV/Lipp
Schweisstechnik · Soudure · Saldatura 02/2025 43
Bild 6: Bewährter Werkstoff für die Konstruktion von Pufferspeichern ist Edelstahl Rostfrei, der bei hohen Temperaturen dünnere Wandstärken von Rohren, Behältern und Apparaten
erlaubt. © WZV/Hans van Bebber Heizungsbau
raturen dünnere Wandstärken von Rohren, Behältern und
Apparaten. Für diesen rostfreien, hochlegierten Chrom-Nickel-Molybdänstahl
spricht neben guter allgemeiner Korrosionsbeständigkeit
die ausgezeichnete Beständigkeit gegen
interkristalline Korrosion im geschweissten Zustand.
Wärmespeichern höher als bei sensiblen. Dies prädestiniert
diese Speicherart für die Nutzung von Abwärme aus industriellen
Prozessen, die in einem weiten Temperaturbereich anfällt.
Derzeit sind diese Speicher im grossindustriellen Massstab
jedoch noch in der Erprobung.
Gute Umformbarkeit und Schweisseigenschaften qualifizieren
ihn überdies für den Einsatz in den hochbeanspruchten Aggregaten.
Flüssigsalzspeicher sind grosstechnisch vor allem in
solarthermischen Kraftwerken im äquatornahen Sonnengürtel
verbreitet. Dort speichern sie Überschussstrom aus der Sonnenenergie,
um diesen beispielsweise in der Nacht wieder
bereitzustellen. Jedoch finden sie auch in der Industrie zur Abwärmenutzung
und Versorgung von Dampfturbinen vermehrt
Anwendung.
Latente Wärmespeicher nutzen Phasenwechselmaterialien
(Phase Change Materials, PCM), um Energie zu speichern.
Durch Änderung ihres Aggregatzustands – in der Regel zwischen
flüssig und fest – erfolgt die Energieaufnahme und -abgabe
nahezu isotherm. Ihre Speicherkapazität wird durch das
gewählte Speichermedium und -volumen bestimmt. Einige
Phasenwechselmaterialien haben Schmelztemperaturen von
weit über 1`000 °C. Zudem ist die Energiedichte bei latenten
Thermochemische Wärmespeicher nutzen chemische Reaktionen,
um Wärmeenergie zu speichern und abzugeben. Diese
Technologie ist aktuell erst in der Grundlagenforschung.
Elektrothermische Energiespeicher wandeln elektrische in
thermische Energie um und speichern diese in Form von Strom,
Wärme oder Kälte in grossem Massstab. Dadurch erlauben
sie das modulare Zusammenspiel verschiedener Sektoren wie
Prozessindustrie und Energieversorger, Fernwärme- und Kältenetze.
Sie stellen Wärme bedarfsgerecht für vielfältige industrielle
Anwendungen oder Heizungsanlagen von Krankenhäusern
und Schulen zur Verfügung und können gleichzeitig Kälte
beispielsweise zur Kühlung von Rechenzentren bereitstellen.
Steigender Bedarf in der Industrie
Der Bedarf an Hochtemperaturspeichern wird in der Industrie
nach Einschätzung von Herstellern und Forschern in den
kommenden Jahren stark steigen. Anspruchsvolle Strategien
für die geforderte Klimaneutralität, steigende Anzahl von
Hochtemperaturspeicher
44
Edelstahl Rostfrei für Hochtemperaturspeicher
Net-Zero-Roadmaps bei grossen Verbrauchern sowie zunehmende
Kostenunsicherheit bei fossilen Brennstoffen sind in
der Industrie starke Treiber für die Unterstützung der Prozesse
mit Speichertechnologien. Energieintensive Branchen wie die
Eisen- und Stahl-, Papier- und Zellstoff-, Chemie- und Petro-,
Zement- und Klinker-, Glas- und Lebensmittelindustrie erzeugen
erhebliche Mengen an Abwärme, die oftmals ungenutzt
an die Umgebung abgegeben wird.
Gleichzeitig haben diese Industrien einen sehr hohen Bedarf
an Strom und hochwertiger Prozessenergie. So benötigt beispielsweise
die Papier- und Zellstoffindustrie für den Betrieb
der Produktionsanlagen grosse Energiemengen in Form von
Strom, um mit Hilfe von 100 bis 500°C heissem Prozessdampf
und hohem Druck den Papierfasern und -bahnen das zur Herstellung
notwendige Wasser wieder zu entziehen.
Die Speicherung von Dampf und Wärme aus erneuerbarem
Strom und Abwärmerückgewinnung trägt hier massgeblich zu
Nachhaltigkeit, Prozessstabilität und Kosteneffizienz bei.
In der Chemie- und Petroindustrie ist Wasserdampf neben
Gas der wichtigste Energieträger und wird zum Trocknen von
Produkten, Aufheizen von Reaktoren und Destillieren benötigt.
Gas wird zudem nicht nur als Energieträger benötigt, sondern
ist auch ein wichtiger Rohstoff für Produkte wie Ammoniak.
Die Umstellung auf klimafreundliche Dampfversorgung und
thermische Energiespeicherung trägt folglich in dieser Branche
erheblich zur Reduzierung der CO 2 -Emissionen und zur
Verringerung der Abhängigkeit vom fossilen Energieträger
Gas bei. Für Brennprozesse in der Zement- und Klinkerindustrie
oder Schmelzprozesse in der Glasindustrie sind Temperaturen
von bis zu 1`200 °C erforderlich.
Speicherlösungen, die hier die Abwärme nutzen und als
Dampf oder Strom bereitstellen, leisten einen entscheidenden
Beitrag zur Wettbewerbsfähigkeit und Klimaneutralität der
Unternehmen und können obendrein nahegelegene Verbraucher
bedarfsgerecht versorgen.
Energieversorger und Kraftwerke unter Handlungsdruck
Energiewende, steigende Energiekosten sowie das Erneuerbare
Energien Gesetz (EEG) erhöhen den Handlungsdruck für
Kraftwerke und regionale Energieversorger, die volatile Energieerzeugung
von erneuerbaren Energien durch Energiespeichersysteme
zu unterstützen.
Biomasseheizkraftwerke steigern ihre Profitabilität und Flexibilität
mit Pufferspeichern aus Edelstahl Rostfrei, um die erzeugte
Wärmeenergie zu speichern und bereitzustellen. Für
regionale Energieversorger sind thermische Speichersysteme
von zentraler Bedeutung, um Strom und Wärme in Fernwärmenetzen
zeitlich zu entkoppeln, regenerative Energien zu
speichern und bedarfsgerecht bereitzustellen.
Bild 8: Wellrohre aus Edelstahl Rostfrei © WZV/Sani-Flex
Hochtemperaturspeicher
Bild 7: Mechanische Belastung, hohe Temperaturen und Korrosivität stellen hohe Anforderungen
an die eingesetzten Werkstoffe der Speicherkonstruktionen. © Viessmann
Längsgeschweisste Wellrohre aus Edelstahl Rostfrei der Güte
1.4404 bewähren sich in vielen dieser Speichersysteme beispielsweise
als Förderleitungen für korrosive flüssige und gasförmige
Medien. Sie widerstehen zuverlässig den hohen Belastungen
durch Druck, aggressive Medien, Temperatur oder
Vibration, die für diese Prozesse typisch sind.
Nähere Informationen
Warenzeichenverband Edelstahl Rostfrei e.V.
Dr. Sebastian Heimann
Sohnstrasse 65
40237 Düsseldorf
+49 211 6707 835
info@wzv-rostfrei.de
www.wzv-rostfrei.de
Schweisstechnik · Soudure · Saldatura 02/2025 45
Stanz-Laser-Maschine von TRUMPF noch produktiver
Auf der Hausmesse INTECH zeigt TRUMPF eine neue Möglichkeit
für Unternehmen, ihre Stanz- und Laserschneidprozesse
weiter zu automatisieren. Dafür hat TRUMPF seine hochproduktive
Stanz-Laser-Maschine TruMatic 5000 an ein automatisiertes
Lager von STOPA angebunden. Auf diese Weise kann
die Maschine 24 Stunden selbstständig arbeiten, ohne dass
Personal anwesend sein muss. Damit steigern Unternehmen
die Produktivität ihrer Fertigung und entlasten ihre Mitarbeiter.
Neben der automatischen Materialzufuhr ist es der Maschine
mit dem STOPA Lager zudem möglich, selbstständig das Material
zu wechseln und fertige Teile zurück in den Lagerturm zu
senden. Üblicherweise muss diese Vorgänge ein Mitarbeiter
mit einem Gabelstapler vornehmen. „Die Kombination aus unserer
hochproduktiven Stanz-Laser-Maschine TruMatic 5000
und dem STOPA-Lager unterstützt Unternehmen, ihre Fabrik
zur Smart Factory zu erweitern. Die Lösung fertigt nicht nur
hochproduktiv Teile, sondern kümmert sich auch selbstständig
um die vor- und nachgelagerten Arbeitsschritte. Das reduziert
die Nebenzeiten und steigert die Wettbewerbsfähigkeit unserer
Kunden“, sagt TRUMPF Produktmanager Thomas Conzelmann.
Materialfluss vollständig automatisiert
Die Lösung trägt auch dazu bei, den Materialfluss in der Fertigung
zu verbessern. Angebunden an die TRUMPF Software
Oseon weiss die TruMatic 5000 jederzeit, welches Material
sie für den nächsten Auftrag benötigt und fährt es selbstständig
ein. Auf diese Weise
kann das Produktionssystem
nahtlos weiterarbeiten, wenn
ein Auftrag fertig ist. TRUMPF
hat die TruMatic 5000 erstmals
auf der Messe BlechExpo
im Jahr 2023 vorgestellt.
Unternehmen können damit
Teile schneiden, stanzen und
umformen. Mit seinem 6kW
starken Laser eignet sie sich
für ein breites Teilespektrum.
Weiterhin verfügt sie über einen
ToolMaster für automatisierte
Werkzeugwechsel und
einen Sheet Master, der den
Materialfluss zwischen Maschine
und Lager sicherstellt.
www.trumpf.de
Lasertechnik
46
Spezialistinnen der Schweisstechnik
Zur Person
Franziska Schuster
Wohnort Mägenwil
Berufs-Ausbildung
2006 - 2009: Ausbildung zur
Werkstoffprüferin im Bereich
Metalltechnik und Giesserei
Finsterwalde
2018: Bachelor of Science
Maschinenbau FHNW
2020: Studium IWE an der ZHAW in Zürich und Basel mit Abschluss
als Schweissfach-Ingenieurin
Zusatzqualififikation in den Prüfverfahren PT2, MT2, VT3
Tätigkeit zurzeit
Ich bin Ansprechpartnerin beim SVS für Beratung und Abnahmen
im In- und Ausland und befasse mich mit der Koordination
von zerstörungsfreien Prüfungen, Schweissaufsichtsaufgaben
und Prüftätigkeiten.
Berufliche Laufbahn
2009 - 2011: Prüftechnikerin, Qualitech AG in Mägenwil
2011 - 2018: Bereichsleiterin zerstörende Werkstoffprüfung
bei Fa. Qualitech AG in Mägenwil
2019 - 2023: Prüfaufsicht und Gefahrgutbeauftragte nach
Art. 7 GGBV bei Fa. Qualitech AG
2023 bis heute: Schweizerischer Verein für Schweisstechnik
bei der Tochterfirma Listec AG
keine zentrale Rolle in meiner Arbeit. Erst mit dem Wechsel zu
einem renommierten Prüfinstitut kam ich dann intensiv mit der
Schweisstechnik in Berührung.
Zu Beginn war die Schweisstechnik für mich ein völlig neues
Feld. In meinem neuen Umfeld, in dem ich mich mit der Prüfung
von Schweissnähten auseinandersetzte, begann ich zu
erkennen, wie wichtig die Schweisstechnik für die Qualität und
Sicherheit von Bauteilen ist.
Ich hatte die Möglichkeit, Schweissprozesse aus einer anderen
Perspektive zu betrachten – nicht nur aus metallurgischer
Sicht, sondern als Prüferin, die die Qualität und Integrität von
Schweissverbindungen sicherstellen muss.
Im Laufe der Zeit wurde mir klar, wie faszinierend und vielseitig
die Schweisstechnik ist. Es geht nicht nur darum, zwei Materialien
miteinander zu verbinden, sondern darum, die besten
Verfahren für unterschiedliche Werkstoffe und Anforderungen
zu finden. Besonders spannend fand ich die Verbindung von
Theorie und Praxis: Die Anwendung von Normen und Prüfmethoden
auf die realen Anforderungen in der Industrie.
Ein paar Worte zu der Firma, in der du tätig bist
Der Schweizerische Verein für Schweisstechnik SVS hat sich
seit seiner Gründung 1911 als eine führende Instanz im Be-
Spezialisten der Schweisstechnik
Wie kamst du zur Schweisstechnik?
Mein Mentor Rolf Wildberger hat mir bei der Firma Qualitech
AG die Schweisstechnik nähergebracht. Meine berufliche
Laufbahn begann als Werkstoffprüferin - eine Position, die
es mir ermöglichte, tiefgehende Einblicke in die Eigenschaften
von Materialien zu gewinnen. Die präzise Analyse von
Werkstoffen, ihre Festigkeit, Zähigkeit – all das und vieles
mehr war Teil meines Alltags. Während meiner Tätigkeit als
Werkstoffprüferin wurde mir jedoch zunehmend bewusst, dass
der Übergang von der Theorie zur Praxis eine entscheidende
Rolle in der Verarbeitung und Verarbeitungstechnik spielt. Genau
hier, im Bereich der Schweisstechnik, sah ich die Möglichkeit,
meine Kenntnisse über Werkstoffe mit den praktischen
Anwendungen und den komplexen Anforderungen der Fügetechniken
zu verbinden.
War die Schweisstechnik immer ein wichtiger Punkt
während deiner beruflichen Tätigkeit?
Während meiner Ausbildung zur Werkstoffprüferin lag mein
Schwerpunkt zunächst im Giessereiwesen. Ich habe damals
viel über das Verhalten von Werkstoffen unter verschiedenen
Bedingungen gelernt, aber die Schweisstechnik spielte noch
Abnahme bei einem Kunden in Singapur
Schweisstechnik · Soudure · Saldatura 02/2025 47
reich der Schweisstechnik etabliert. Der Standort in Oberhasli,
an dem ich tätig bin, spielt dabei eine zentrale Rolle in der
Bereitstellung von spezialisierten Dienstleistungen rund um
Schweisstechnik, Prüfverfahren und Schulung. Mit einem engagierten
Team bieten wir ein breit gefächertes Portfolio an,
das die Expertise in verschiedenen Bereichen vereint.
Unser Team setzt sich aus Fachkräften zusammen, die in den
Bereichen Beratung, Schweisserprüfung, Ausbildung sowie
zerstörungsfreie und zerstörende Prüfungen tätig sind.
Welche Produkte fertigt und vertreibt deine Firma?
Der SVS fertigt keine Produkte im engeren Sinne, sondern
bietet Dienstleistungen in den Themenbereichen Schweissen,
Löten, Trennen und Prüfen an – und dies bereits seit mehr als
100 Jahren.
Der SVS befasst sich dabei unter anderem mit Schweisskursen
und Schweisserprüfungen, Materialprüfungen - zerstörend
und zerstörungsfrei -, mit technischen Inspektionen und Betriebszertifizierungen
sowie mit Akkreditierungen.
In welchen Schweissverfahren bildet ihr aus?
Ein Blick auf unsere Homepage zeigt, dass der SVS in allen
wichtigen Schweissverfahren praktische Ausbildungskurse
anbietet: MIG-MAG, WIG, E-Hand, Autogenschweissen,
Flammlöten sowie -l ast but not least - Kunststoffschweissen,
siehe www.svs.ch.
Welche Rolle spielt die zusätzliche Weiterbildung?
Durch die Weiterentwicklung und Spezialisierung im Bereich
der Schweisstechnik konnte ich nicht nur mein Wissen in der
Werkstoffkunde vertiefen, sondern auch meine praktischen Fähigkeiten
ausbauen. Die Kombination aus Theorie und Praxis
hat mir eine umfassende Sicht auf den gesamten Fertigungsprozess
gegeben – von der Auswahl des richtigen Werkstoffs
bis hin zur Optimierung des Schweissprozesses.
Warum hast du den SVS als Ausbildungsstätte gewählt?
Als ich beschlossen hatte, das Studium zur Schweissfach-Ingenieurin
aufzunehmen, hatte ich verschiedene Optionen im Blickfeld
und habe mich dann für das Angebot des SVS in Kooperation
mit der Hochschule für angewandte Wissenschaften (ZHAW)
entschieden, weil es dieses Angebot hier in der Schweiz gab.
Die Kosten sind zwar etwas höher, dafür entfielen dann aber
längere Reisen und Übernachtungskosten in Deutschland. Mir
kam auch sehr entgegen, dass die Vorlesungen jeweils am
Freitag und Samstag in Zürich stattfanden, so dass ich weiterhin
meiner Berufstätigkeit nachgehen konnte.
Welche Vorteile ergaben sich für dich auf Grund der Zusatzausbildung?
Heute blicke ich auf eine erfolgreiche Laufbahn in der Schweisstechnik
zurück, die mir nicht nur ein breites Wissen, sondern
auch die Möglichkeit gegeben hat, an innovativen Projekten zu
arbeiten, die die Technologie und die Industrie vorantreiben.
Der Schritt von der Werkstoffprüfung zur Schweisstechnik war
eine der besten Entscheidungen meines Berufslebens, welche
mir nicht nur neue Perspektiven eröffnet, sondern auch meine
Leidenschaft für präzises und innovatives Arbeiten weiter verstärkt
hat.
Visuelle Kontrolle mit einem Videoendoskop an einem Kompressor in Singapur
Wie ist dein Status in der Firma? Hast du bei schweisstechnischen
Belangen Entscheidungskompetenz?
Ich arbeite beim SVS und habe dort eine sehr vielseitige und
eigenverantwortliche Rolle. Meine Position ermöglicht es mir,
die unterschiedlichsten Aufgaben im Bereich der Schweisstechnik
zu übernehmen, was mir grosse Freiheiten in meiner
täglichen Arbeit gibt.
In meiner Funktion habe ich die Möglichkeit, selbstständig zu
entscheiden, wie ich an bestimmte Projekte herangehe.
Das Vertrauen, das mir hier entgegengebracht wird, erlaubt
es mir, Verantwortung zu übernehmen und eigene Ideen und
Lösungsansätze umzusetzen.
Ich bin zwar nicht allein für alle Entscheidungen verantwortlich,
aber in Zusammenarbeit mit meinem Team und der Leitung
habe ich eine wichtige Entscheidungsposition. Dabei
Spezialisten der Schweisstechnik
48 Berichte
ist nicht nur eine handwerkliche Fähigkeit, sondern auch eine
verantwortungsvolle Aufgabe, bei der die Qualität der Arbeit
direkte Auswirkungen auf die Sicherheit und Funktionalität des
Endprodukts hat.
Welche Netzwerke nutzt du für deine Tätigkeit?
Der Austausch mit Kolleginnen und Kollegen aus verschiedenen
Bereichen – von der Werkstoffprüfung bis hin zur Qualitätssicherung
– ermöglicht es mir, mein Wissen zu erweitern
und komplexe Probleme gemeinsam zu lösen. Ich nutze auch
Online-Foren und Plattformen wie LinkedIn um mich mit anderen
Fachleuten in der Branche zu vernetzen.
Wie bleibst du auf dem Stand der Technik?
Für mich ist es entscheidend, immer neugierig zu bleiben und
mich ständig weiterzubilden, um auf dem neuesten Stand der
Schweisstechnik zu bleiben. Da sich die Branche laufend weiterentwickelt,
nutze ich verschiedene Wege, um immer informiert
zu sein.
Ich lese regelmässig Fachzeitschriften und Online-Artikel, um
über aktuelle Entwicklungen in der Schweisstechnik aber auch
in den angrenzenden Bereichen wie Materialwissenschaften
oder zerstörungsfreie Werkstoffprüfung auf dem Laufenden zu
bleiben.
Spezialisten der Schweisstechnik
Fanziska vor der Abnahme einer Betonstahl-Schweisserprüfung nach EN 17660
stehen immer Qualität und Sicherheit im Vordergrund, und ich
bin aktiv daran beteiligt, die bestmöglichen Lösungen zu finden.
Der Gestaltungsspielraum, den ich habe, ermöglicht es
mir, kontinuierlich zu lernen und innovative Lösungen zu entwickeln,
um die Prozesse zu optimieren und auf dem neuesten
Stand zu halten. Das Vertrauen in meine Expertise und die
Möglichkeit mit meinen Kundinnen und Kunden schweisstechnische
Entscheidungen zu treffen, motivieren mich, stets mein
Bestes zu geben und mich fachlich weiterzuentwickeln.
Schweisstechnik und Qualitätssicherung: Was bedeutet
das für dich?
Die Qualität der Schweissarbeiten hat direkte Auswirkungen
auf die Sicherheit des gesamten Systems oder der Konstruktion.
Wenn Schweissnähte nicht korrekt ausgeführt oder geprüft
werden, kann es zu gefährlichen Situationen kommen. Deshalb
verstehe ich Qualitätssicherung nicht nur als eine technische
Anforderung, sondern auch als eine Verantwortung.
Es geht darum, dass wir als Ingenieure, Fachleute und Prüftechniker
sicherstellen, dass unsere Arbeit keine Gefahren
birgt und den Sicherheitsstandards entspricht.
Für mich ist Schweisstechnik also eng mit Qualitätssicherung
verbunden, da beides Hand in Hand geht, um sichere, langlebige
und präzise Verbindungen zu gewährleisten. Schweissen
Für mich persönlich ist es auch wichtig, das Gelernte direkt
auszuprobieren. Es reicht nicht, nur zu lesen oder zuzuhören
– ich muss es selbst testen und anwenden. Wenn ich eine neue
Technik oder ein neues Gerät ausprobiere, bekomme ich ein
besseres Verständnis dafür, wie es funktioniert und welche
Vorteile es bietet. So bleibe ich nicht nur theoretisch auf dem
neuesten Stand, sondern auch praktisch.
Das Wichtigste ist für mich jedoch der regelmässige Austausch
mit Kollegen und anderen Fachleuten, um auf dem Laufenden
zu bleiben. Ich diskutiere oft mit anderen Schweissern oder
Ingenieuren über neue Techniken, Herausforderungen und Lösungen.
Gerade in einem Netzwerk von Fachleuten kommen
immer wieder neue Perspektiven und Ideen zusammen, die
mich inspirieren.
Was erwartest du persönlich von der Schweisstechnik in
der Zukunft?
Die Digitalisierung wird auch die Schweisstechnik revolutionieren.
In der Zukunft erwarte ich, dass Schweissgeräte und
-anlagen vollständig vernetzt sind, sodass Daten zu jedem
Aspekt des Schweissprozesses in Echtzeit erfasst und ausgewertet
werden können.
Dies ermöglicht eine kontinuierliche Optimierung der Prozesse
und die frühzeitige Erkennung von Fehlern oder Abweichungen.
Fachkräfte im Schweissen könnten durch digitale
Assistenzsysteme unterstützt werden, die ihnen helfen, Fehler
zu vermeiden und die Produktivität zu maximieren.
Schweisstechnik · Soudure · Saldatura 02/2025 49
Was sollte in der Schweisstechnik besser werden?
Die Schweisstechnik hat sich in den letzten Jahren stark weiterentwickelt.
Dennoch gibt es immer noch Bereiche, in denen
Verbesserungen möglich sind, um die Branche noch effizienter,
sicherer und nachhaltiger zu gestalten. Aus meiner Sicht
gibt es mehrere Aspekte, die in der Schweisstechnik besser
werden sollten. Zwei davon möchte ich mitteilen:
1. Schweisstechnologie für neue Materialien
Mit der fortschreitenden Entwicklung neuer Werkstoffe und
Legierungen, die in der Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt
sowie in anderen High-Tech-Bereichen verwendet werden,
besteht auch die Notwendigkeit, Schweissverfahren weiterzuentwickeln,
die mit diesen Materialien kompatibel sind.
Neue Schweisstechnikmethoden für anspruchsvolle Materialien
wie Titan, bestimmte Aluminiumlegierungen oder hochfeste
Stahllegierungen sind noch nicht immer optimal. Sie
erfordern weitere Forschung und Innovation, um die Qualität
und Effizienz in der Verarbeitung zu verbessern.
2. Weiterbildung und Fachkräftemangel
Die Schweisstechnik leidet, wie viele andere technische Berufe,
unter dem Fachkräftemangel. Es gibt zwar bereits zahlreiche
Ausbildungsprogramme, doch ich bin überzeugt, dass
noch mehr getan werden sollte, um Menschen für diesen Beruf
zu begeistern und ihnen die notwendigen Fähigkeiten und Fertigkeiten
zu vermitteln.
Franziska während der Abnahme einer Betonstahl-Schweisserprüfung nach EN 17660
Die Ausbildung sollte praxisorientierter und digitaler gestaltet
werden, um mit den neuesten Technologien Schritt zu halten.
Gleichzeitig sollte die Branche stärker auf Frauen und diverse
Zielgruppen eingehen, um die Vielfalt im Berufsfeld zu erhöhen
und ein inklusiveres Arbeitsumfeld zu schaffen.
Was kannst du jungen Berufsleuten mit auf den Weg geben?
Die Schweisstechnik ist ein faszinierendes und vielseitiges Berufsfeld,
das hervorragende Chancen bietet, sich weiterzuentwickeln
und eine erfüllende Karriere zu gestalten.
Gerade heute, in einer Zeit, in der Gleichberechtigung und Diversität
immer wichtiger werden, ist es essenziell, dass sich alle
Menschen unabhängig von Geschlecht sich in technischen Bereichen
wie der Schweisstechnik aktiv einbringen.
An junge Frauen, die sich für diesen Beruf interessieren oder
bereits auf ihren Weg in der Schweisstechnik eingeschlagen
haben, möchte ich folgende Botschaft richten: Lasst euch nicht
von Klischees oder Vorurteilen abhalten!
Die Schweisstechnik braucht eure Perspektive, eure Kreativität
und eure Fähigkeiten. Es gibt keinen Grund, warum dieser
Beruf nicht für alle offen sein sollte. Dieser Beruf erfordert
Präzision, Teamarbeit und Problemlösungsfähigkeiten, Eigenschaften,
die keineswegs geschlechtsspezifisch sind, sondern
allen zugutekommen, die mit Leidenschaft und Hingabe arbeiten.
Frauen haben in dieser Branche das Potenzial, nicht nur
technisch zu glänzen, sondern auch als Führungskräfte, Projektverantwortliche
oder Ausbilderinnen einen bedeutenden
Unterschied zu machen. Ich ermutige alle, sich nicht von Herausforderungen
oder Anfangsschwierigkeiten entmutigen zu
lassen. Wenn ihr euch weiterbildet, stets neugierig bleibt und
euch die nötigen Fähigkeiten aneignet, wird der Erfolg nicht
lange auf sich warten lassen. Es gibt inzwischen zahlreiche
Programme, Netzwerke und Initiativen, die speziell Frauen in
technischen Berufen unterstützen und ihnen helfen, sich weiterzuentwickeln.
Spezialisten der Schweisstechnik
50
Mitteilungen
Die diesjährige SVS-Fachtagung «Wissen, das zusammenschweisst®»
fand am 3. April 2025 in Olten statt - und war ein
voller Erfolg. Die Themenschwerpunkte der acht Vorträge umfassten
die Anwendungstechnik, Digitalisierung und Künstliche
Intelligenz, Arbeitsschutz und Gesundheit sowie Regelwerke
und Qualitätssicherung.
Die Referenten kamen sowohl aus der Schweiz als auch aus
Deutschland und Österreich. Wussten Sie, dass man mit dem
Elektronenstrahl-Schweissprozess direkt und in einem Durchgang
zwei übereinanderliegende Schweissnähte produzieren
kann? Peter Schmidt von der Firma SWISS BEAM zeigte dies in
seinem Vortrag zu Beginn der Tagung.
Dass die Streckenenergie beim MAG-Schweissverfahren eine
wichtige Einflussgrösse beim Schweissen hochfester Stähle ist,
um ausreichend hohe Zähigkeitswerte zu erreichen, ist unter
Fachleuten eine bekannte Tatsache. Bernd Rutzinger konnte
in seinem Vortrag aufzeigen, dass sich auch mit energiereduzierten
Lichtbogenarten gleichbleibende Abschmelzleistungen
bei einem geringeren Energieeintrag erreichen lassen und die
Anforderungen an die mechanisch-technologischen Eigenschaften
erfüllt werden können.
Ist Künstliche Intelligenz heute bereits so weit, dass sie einem
kleinen Betrieb in der Blechfertigung greifbare Vorteile bringen
kann? Bernhard Isenschmid vom Hightech Zentrum Aargau
demonstrierte in seinem Vortrag, dass gerade in der Phase
der Offertstellung von Blechbauteilen enorme Zeitgewinne
zwischen Angebotsanfrage und -Abgabe realisiert werden
können, wenn man KI-Methoden verwendet.
Auch die Themen Verzug beim MAG-Schweissen und Kostenreduzierung
lassen sich mit Hilfe der Evolutionstheorie und KI
wirkungsvoll in den Griff bekommen: Dies erläuterte Dr. Ralf
Polzin eindrucksvoll in seinem Vortrag.
Mitteilungen
Schweisstechnik · Soudure · Saldatura 02/2025 51
Ein brandheisses Thema ist nach wie vor das Laser-Handschweissen
vor allem im Hinblick auf die Arbeitssicherheit.
Wussten Sie, dass der Schutz des Auges vor direkter und indirekter
Laserstrahlung nur mit besonderen Filtern, die aus sehr
vielen unterschiedlichen aufgedampften Schichten bestehen,
erreicht werden kann?
Jonathan Heusser zeigte sehr eindrücklich, dass auf diesem
Gebiet sehr viel geforscht und entwickelt wird, aber ein immer
noch hoher Aufklärungsbedarf über die Gefahren beim Laser-
Handschweissen besteht.
Die Thematik «Exoskelette» wurde in einem sehr praxisorientierten
Vortrag aufgezeigt. Exoskelette ermöglichen eine
bessere Ergonomie auch in der manuellen Schweisstechnik,
wo oft Zwangslagen auch für den Schweisser vorkommen. In
Branchen wie Logistik und Bau haben sie sich bereits bewährt.
Was hat sich bei den relevanten Normen in den letzten Jahren
getan? Adrian Sutter beleuchtete diese Frage in einem kurzen
Überblick und auch im Hinblick auf die Normen EN ISO 9606
und EN ISO 14732, die noch in Bearbeitung sind.
Prof. Jochen Schuster von der SLV in Halle (D) zeigte in seinem
Vortrag, dass die unlegierten Baustähle chinesischer Provenienz
mit europäischen Stählen vergleichbar sind, es jedoch Unterschiede
in der Zuordnung zu den Festigkeitsbereichen gibt.
Wenn sie gemäss den geltenden Normen produziert werden,
dann gibt es kaum Qualitätsunterschiede. Aufgrund von „Manipulationen“
hat es jedoch immer wieder Anlass gegeben,
die Stähle in ihren mechanisch-technologischen Eigenschaften
sicherheitshalber nachzuprüfen.
Die nächste SVS-Fachtagung findet am 16.April 2026 in Olten
statt.
Mitteilungen
52
Die Mitarbeitenden des SVS 2025
Mitteilungen
Am Freitag, 14. März hatten wir die Gelegenheit einer internen
Fortbildung beim SVS und dabei nutzten wir selbstverständlich
die einmalige Gelegenheit, uns gegenseitig besser kennen zu
lernen. Schliesslich verfügt der SVS mittlerweile über Standorte
in Basel, Oberhasli, Bellinzona, St. Gallen, Vufflens-la-Ville,
Dagmersellen und Sierre. Der SVS ist sozusagen flächendeckend
in der ganzen Schweiz vertreten. Daher ist es nicht verwunderlich,
dass wir uns nicht alle kennen - und diesem Umstand
sollte an diesem Tag abgeholfen werden. Mit viel Spass
und Freude arbeiteten wir in Teams an kurzweiligen Aufgaben,
vertrauensbildenden Massnahmen und drehten Videos, in denen
wir die Frage auf humorvolle Art beantworteten, warum
wir beim SVS arbeiten. Das Gruppenfoto enstand am Schluss
des Tages und erinnert an einen gelungenen Tag.
Veranstaltungen
Schweisstechnik · Soudure · Saldatura 02/2025 53
Herausgeber:
Schweizerischer Verein
für Schweisstechnik
St. Alban-Rheinweg 222
4052 Basel
Telefon +41 61 317 84 84
Telefax +41 61 317 84 80
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Chefredaktor:
Eberhard Brune
Lindenstrasse 19
6386 Wolfenschiessen
Telefon +41 79 103 57 18
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Redaktionskommission:
Daniela Grütter
Alessandra Kaya
Saro Meier
René Girardier
Reinhard Smolin
Xavier Murdter
Veranstaltungskalender
Datum & Zeit Veranstaltung Ort
03.06.2025 Jahresversammlung SVS Luzern
05. - 08.05.2025 ITSC - International Thermal Spray Vancouver
Conference and Exposition
12.06.2025 SWISS INOX-Grundlagen-Seminar Emmenbrücke
Nichtrostende Stähle mit Werksbesichtigung
24. - 26.06.2025 LÖT 2025 Aachen
15. - 19.09.2025 Messe Schweissen & Schneiden Essen
25.09.2025 Vortrag des Monats Online
30.10.2025 Vortrag des Monats Online
27.11.2025 Vortrag des Monats Online
29.01.2026 Vortrag des Monats Online
26.02.2026 Vortrag des Monats Online
Anzeigen:
Eberhard Brune
Lindenstrasse 19
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26.03.2026 Vortrag des Monats Online
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Vorschau auf Ausgabe 03/2025:
Aus Industrie und Verbänden
Innovationen, Highlights, Neuerscheinungen Normen und Fachbücher, Wirtschaftsdaten
und Produktneuheiten
Fachbeiträge
Beiträge aus der Welt des Schweissens, Schneidens und Prüfens sowie Berichte aus
Forschung und Entwicklung
Berichte
Praxis- und Kurzberichte
Mitteilungen
Veranstaltungskalender
Die nächste Ausgabe erscheint am 19. Juni 2025.
Haftungsausschluss
Der SVS hat keine Kontrolle oder dergleichen über Ausführung oder Nichtausführung, Fehlinterpretationen, richtige
oder falsche Anwendung jeglicher Informationen oder Empfehlungen, die in den Veröffentlichungen enthalten sind.
Daher schliessen der SVS und seine Mitglieder jegliche Gewährleistung im Zusammenhang damit aus.
Impressum und Veranstaltungskalender
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