Roboterschweißen bei Rohrbefestigungen: präzise Schweißnähte für die Serienfertigung

Roboterschweißen ermöglicht bei Rohrbefestigungen einen automatisierten und reproduzierbaren Schweißprozess. Besonders bei wiederkehrenden Bauteilen und größeren Stückzahlen können Schweißparameter, Brennerführung und Bewegungsabläufe für jedes Werkstück gleich ausgeführt werden. Das schafft gute Voraussetzungen für eine gleichbleibende Fertigungsqualität und wirtschaftliche Serienproduktion.

Bei Rohrschellen, Rohrhaltern und geschweißten Sonderkonstruktionen hängt die Eignung für das Roboterschweißen jedoch nicht allein von der Stückzahl ab. Auch Bauteilgeometrie, Werkstoff, Schweißnahtlage, Maßtoleranzen und die Möglichkeit einer reproduzierbaren Positionierung müssen berücksichtigt werden.

STEBA setzt neben MIG-, MAG- und Pulsschweißverfahren auch Roboterschweißen in der eigenen Fertigung ein. Welche Fertigungsweise für Ihre Rohrbefestigung sinnvoll ist, wird anhand der konkreten Bauteil- und Projektanforderungen festgelegt.

Was bedeutet Roboterschweißen bei Rohrbefestigungen?

Beim Roboterschweißen führt ein programmierter Industrieroboter den Schweißbrenner entlang einer zuvor festgelegten Bahn. Schweißgeschwindigkeit, Brennerposition und weitere Prozessparameter lassen sich für einen wiederkehrenden Fertigungsablauf definieren.

Bei Rohrbefestigungen betrifft das beispielsweise Verbindungen zwischen einer Rohrschelle und einem Steg, einer Grundplatte oder einem anderen Anschlussbauteil.

Typische geschweißte Bauteile können sein:

• Rohrhalter mit angeschweißtem Steg
• Rohrschellen mit Anschlussbauteilen
• Schweißrohrhalter
• geschweißte Rohrschlitten
• Halterungen aus mehreren Blech- oder Profilteilen
• projektspezifische Sonderkonstruktionen

Gerade bei Bauteilen, die in identischer oder sehr ähnlicher Form regelmäßig benötigt werden, lässt sich ein einmal eingerichteter Schweißablauf wiederholt nutzen.

Einen Überblick über entsprechende Bauformen finden Sie bei den Rohrhaltern von STEBA.

Welche Vorteile bietet Roboterschweißen bei Rohrschellen und Rohrhaltern?

Roboterschweißen ist kein Selbstzweck. Der Einsatz ist vor allem dann interessant, wenn wiederkehrende Schweißaufgaben automatisiert und reproduzierbar ausgeführt werden können.

Gleichbleibende Bewegungsabläufe

Ein Schweißroboter führt programmierte Bewegungen wiederholt auf derselben Bahn aus. Bei ausreichend gleichförmigen Bauteilen lassen sich dadurch Schweißposition und Brennerführung sehr konstant halten.

Das ist besonders bei Serien relevant, in denen zahlreiche baugleiche Rohrbefestigungen gefertigt werden.

Reproduzierbare Schweißparameter

Neben der Bewegung können die für den Schweißprozess vorgesehenen Parameter kontrolliert wiederholt werden.

Die Qualität des Ergebnisses hängt dabei weiterhin von zahlreichen Faktoren ab. Dazu gehören unter anderem:

• Werkstoff und Materialstärke
• Bauteilvorbereitung
• Spaltmaße
• Positionierung in der Vorrichtung
• Schweißverfahren
• Schweißzusatz
• Zugänglichkeit der Naht
• programmierter Bewegungsablauf

Ein Roboter gleicht ungeeignete Ausgangsteile oder große Bauteilabweichungen daher nicht automatisch aus.

Wirtschaftliche Bearbeitung wiederkehrender Bauteile

Bei Serien entsteht zunächst Aufwand für Vorrichtung, Programmierung und Prozessabstimmung. Kann dieser eingerichtete Prozess anschließend für zahlreiche baugleiche Bauteile genutzt werden, verteilt sich der Aufwand auf die gesamte Stückzahl.

Deshalb eignet sich Roboterschweißen besonders für wiederkehrende Fertigungsaufträge und Serien mit reproduzierbarer Geometrie.

Reproduzierbarkeit bei Nachbestellungen

Bei regelmäßig benötigten Rohrbefestigungen kann ein definierter Fertigungsablauf auch für spätere Produktionslose vorteilhaft sein.

Voraussetzung ist, dass Zeichnungsstand, Werkstoff, Bauteilgeometrie und weitere Fertigungsvorgaben eindeutig definiert bleiben.

Welche Rohrbefestigungen eignen sich für das Roboterschweißen?

Nicht jede geschweißte Rohrbefestigung ist automatisch für die Roboterfertigung geeignet.

Besonders günstige Voraussetzungen bestehen, wenn:

1. eine ausreichende Anzahl gleicher oder ähnlicher Bauteile benötigt wird,
2. die Schweißnähte für den Roboter gut erreichbar sind,
3. die Einzelteile reproduzierbar gefertigt werden können,
4. sich die Bauteile eindeutig in einer Vorrichtung positionieren lassen,
5. Spaltmaße und Geometrien innerhalb definierter Bereiche liegen,
6. der Fertigungsablauf regelmäßig wiederholt werden kann.

Bei der Bewertung sollte deshalb immer das komplette Bauteil betrachtet werden.

Die Schweißvorrichtung beeinflusst den Prozess

Ein wichtiger Bestandteil des Roboterschweißens ist die reproduzierbare Positionierung des Werkstücks.

Der Roboter folgt einer programmierten Bahn. Befindet sich eine Schweißkante bei jedem Werkstück an einer anderen Position, stimmen programmierte Bahn und tatsächliche Naht nicht mehr zuverlässig überein.

Eine geeignete Vorrichtung muss die Einzelteile deshalb so aufnehmen, dass die relevanten Positionen reproduzierbar erreicht werden.

Bei einer Rohrschelle mit angeschweißtem Steg können beispielsweise folgende Merkmale relevant sein:

• Lage des Stegs zur Schelle
• Winkelstellung
• Abstand zu Kanten und Bohrungen
• Lage der Schweißnaht
• Verzug während des Schweißens
• sichere Fixierung der Einzelteile

Bereits die Konstruktion eines Bauteils kann damit beeinflussen, wie gut es automatisiert gefertigt werden kann.

Maßhaltige Einzelteile sind eine wichtige Voraussetzung

Roboterschweißen beginnt nicht erst am Schweißplatz.

Auch vorgelagerte Fertigungsschritte beeinflussen das Ergebnis. Werden Bleche, Flachstähle oder Profile zugeschnitten, gestanzt, gelocht, gebogen oder gepresst, müssen die entstehenden Einzelteile zur vorgesehenen Schweißkonstruktion passen.

STEBA kombiniert in der eigenen Fertigung unter anderem Schneiden und Sägen, Stanzen und Lochen, Biegen und Pressen sowie verschiedene Schweißverfahren. Anschließend können weitere Bearbeitungsschritte wie Schleifen, Entgraten, Strahlen und Beschichten folgen.

Gerade bei Serien ist diese durchgängige Betrachtung wichtig: Je reproduzierbarer die Einzelteile in den Schweißprozess gelangen, desto besser lässt sich ein automatisierter Ablauf nutzen.

Welche Rolle spielt die Bauteilgeometrie?

Rohrbefestigungen können vergleichsweise einfach oder konstruktiv sehr anspruchsvoll aufgebaut sein.

Eine außen gut erreichbare Schweißnaht an einem wiederkehrenden Bauteil stellt andere Anforderungen als eine Naht in einem engen Zwischenraum oder an einer komplexen Sonderkonstruktion.

Vor einer automatisierten Fertigung sollten deshalb unter anderem folgende Fragen beantwortet werden:

• Kann der Brenner die gesamte Naht erreichen?
• Bleibt ausreichend Freiraum für den Roboter und den Brenner?
• Kann das Werkstück eindeutig gespannt werden?
• Sind alle zu verschweißenden Einzelteile ausreichend reproduzierbar?
• Verändert Schweißverzug die Lage nachfolgender Nähte?
• Muss das Bauteil während des Prozesses gedreht oder neu positioniert werden?

Bei individuell konstruierten Rohrbefestigungen kann es deshalb sinnvoll sein, die spätere Fertigung bereits bei der Bauteilgestaltung mitzudenken.

Roboterschweißen oder manuelles Schweißen?

Automatisiertes und manuelles Schweißen haben jeweils eigene Einsatzbereiche.

Welche Variante wirtschaftlicher und technisch geeigneter ist, lässt sich deshalb nicht pauschal anhand einer bestimmten Stückzahl bestimmen.

Bei einer einfachen, regelmäßig wiederkehrenden Konstruktion kann eine Automatisierung bereits vergleichsweise früh interessant werden. Bei komplexen Bauteilen mit häufig wechselnden Abmessungen kann dagegen auch bei höheren Stückzahlen ein anderer Fertigungsansatz sinnvoll sein.

Roboterschweißen bei Rohrhaltern

Rohrhalter sind ein typischer Anwendungsbereich für geschweißte Konstruktionen.

STEBA fertigt unter anderem:

• Schweißrohrhalter
• Rohrschellen mit angeschweißtem Steg
• Yachthalter
• Rohrhalter mit Stegen aus Flachstahl
• Rohrhalter mit Winkelstahl
• Rohrhalter mit U-Stahl
• geschweißte Sonderkonstruktionen

Neben S235 und S355 verarbeitet STEBA bei Rohrhaltern verschiedene Edelstahlqualitäten. Die Bauteile können außerdem mit unterschiedlichen Oberflächen und Beschichtungssystemen ausgeführt werden.

Damit die geeignete Fertigung festgelegt werden kann, sollten Werkstoff, Materialstärke, Konstruktion und Stückzahl gemeinsam betrachtet werden.

Roboterschweißen als Teil einer vollständigen Fertigungskette

Eine Rohrbefestigung ist nach dem Schweißen häufig noch nicht fertig.

Je nach Kundenanforderung können weitere Bearbeitungsschritte folgen, beispielsweise:

• Schleifen
• Entgraten
• Strahlen
• Grundieren
• Lackieren
• Verzinken
• Kennzeichnen
• Komplettieren mit Schrauben und Muttern
• Ergänzen von Kunststoffeinlagen oder weiteren Komponenten

STEBA verbindet unterschiedliche Metallbearbeitungs- und Oberflächenverfahren am Standort in Deutschland. Auch eine eigene Lackiererei gehört zum Fertigungsumfang. Dadurch können geschweißte Bauteile anschließend entsprechend den vereinbarten Oberflächenanforderungen weiterbearbeitet werden.

Weitere Informationen zum gesamten Produktspektrum finden Sie unter Rohrbefestigung.

Roboterschweißen bei Sonderanfertigungen

Auch eine kundenspezifische Rohrbefestigung kann grundsätzlich für eine automatisierte Fertigung geeignet sein.

Besonders interessant wird das, wenn eine zunächst individuell entwickelte Konstruktion später regelmäßig oder in größeren Stückzahlen benötigt wird.

STEBA fertigt Sonderanfertigungen im Rohrleitungsbau nach Zeichnung, Muster, Werksnorm oder abgestimmter technischer Vorgabe.

Bei wiederkehrenden Konstruktionen können dabei unter anderem folgende Punkte auf eine seriengerechte Fertigung abgestimmt werden:

• Bauteilgeometrie
• Einzelteilgestaltung
• Schweißnahtzugänglichkeit
• Spannmöglichkeiten
• Werkstoff
• Materialstärke
• Anschlussmaße
• Oberflächenbehandlung
• Kennzeichnung

So lässt sich nicht nur beurteilen, ob ein Bauteil technisch hergestellt werden kann, sondern auch, welcher Fertigungsweg für die geplante Stückzahl geeignet ist.

Welche Angaben helfen bei einer Anfrage?

Wenn Sie geschweißte Rohrbefestigungen fertigen lassen möchten, erleichtern eindeutige technische Angaben die Bewertung des Fertigungsprozesses.

Hilfreich sind insbesondere:

• technische Zeichnung oder CAD-Daten
• Zeichnungsnummer und Revisionsstand
• benötigte Stückzahl
• mögliche Wiederhol- oder Jahresmengen
• Werkstoff
• Materialstärken
• Schweißangaben
• geforderte Oberflächen
• Toleranzen
• Prüf- und Dokumentationsanforderungen
• gewünschte Kennzeichnung

Je vollständiger diese Informationen vorliegen, desto gezielter lässt sich beurteilen, ob Roboterschweißen oder ein anderer Schweißprozess für Ihr Bauteil geeignet ist.

Robotergeschweißte Rohrbefestigungen bei STEBA anfragen

Roboterschweißen kann bei Rohrbefestigungen eine wirtschaftliche Fertigung mit reproduzierbaren Abläufen ermöglichen. Besonders interessant ist das Verfahren für Rohrhalter, Rohrschellen und andere Schweißkonstruktionen, die in wiederkehrender Geometrie und entsprechenden Stückzahlen benötigt werden.

Gleichzeitig bleibt jede Konstruktion individuell zu bewerten. Bauteilgeometrie, Werkstoff, Zugänglichkeit der Schweißnähte, Toleranzen und Spannkonzept bestimmen wesentlich mit, ob eine Roboterfertigung sinnvoll umgesetzt werden kann.

STEBA fertigt Rohrbefestigungen von Einzelteilen und Prototypen über Kleinserien bis zu wiederkehrenden Serienproduktionen. Senden Sie Ihre Zeichnungen und Projektdaten, damit die geeignete Fertigungsweise für Ihre Rohrbefestigungen geprüft werden kann.

Häufige Fragen zum Roboterschweißen bei Rohrbefestigungen

Was ist Roboterschweißen bei Rohrbefestigungen?

Beim Roboterschweißen führt ein programmierter Industrieroboter den Schweißbrenner entlang definierter Bahnen. Das Verfahren eignet sich besonders für wiederkehrende Schweißkonstruktionen, bei denen die Werkstücke reproduzierbar positioniert werden können.

Welche Rohrbefestigungen können robotergeschweißt werden?

Je nach Konstruktion kommen beispielsweise Rohrhalter, Rohrschellen mit angeschweißten Stegen, Rohrschlitten und weitere geschweißte Sonderkonstruktionen infrage. Ob ein konkretes Bauteil geeignet ist, hängt unter anderem von Geometrie, Nahtzugänglichkeit, Werkstoff und Stückzahl ab.

Ab welcher Stückzahl lohnt sich Roboterschweißen?

Eine allgemeingültige Mindeststückzahl gibt es nicht. Der wirtschaftliche Einsatz hängt unter anderem vom Programmier- und Vorrichtungsaufwand, der Bauteilkomplexität, der Anzahl der Schweißnähte und dem Wiederholbedarf ab.

Ist Roboterschweißen auch bei Kleinserien möglich?

Das kann je nach Bauteil sinnvoll sein. Bei einfach aufgebauten, wiederkehrenden Konstruktionen kann der Automatisierungsaufwand anders ausfallen als bei komplexen Sonderteilen. Deshalb sollte die Wirtschaftlichkeit projektbezogen geprüft werden.

Können Rohrhalter nach Zeichnung robotergeschweißt werden?

Ja, sofern Konstruktion und Fertigungsmenge für einen automatisierten Prozess geeignet sind. STEBA fertigt Rohrhalter nach Werksnorm, Kundenzeichnung und projektspezifischer Vorgabe und setzt in der Fertigung unter anderem Roboterschweißen ein.

Warum ist eine Vorrichtung beim Roboterschweißen wichtig?

Eine Vorrichtung sorgt dafür, dass die Einzelteile reproduzierbar in der vorgesehenen Position liegen. Das ist wichtig, weil der Roboter seine programmierte Schweißbahn bezogen auf eine definierte Werkstücklage ausführt.

Ersetzt Roboterschweißen das manuelle Schweißen vollständig?

Nein. Manuelles Schweißen bleibt insbesondere bei Einzelteilen, häufig wechselnden Konstruktionen, schwer zugänglichen Nähten und bestimmten Sonderanfertigungen sinnvoll. In einer flexiblen Fertigung können beide Verfahren je nach Bauteil eingesetzt werden.