Dünne Bleche werden häufig für Gerätegehäuse, Halterungen, Rahmen, Gehäuse, Abdeckungen und Präzisionsbauteile verwendet. Allerdings kann das Schweißen dünner Bleche eine Herausforderung darstellen. Übermäßiger Wärmeeintrag kann zu Verformungen, Verformungen, Durchbrennen, Maßabweichungen oder sichtbaren Oberflächenfehlern führen. Für Hersteller, die mit engen Toleranzen arbeiten, ist die Kontrolle der Schweißnahtverformung daher ebenso wichtig wie das Erreichen einer ausreichenden Schweißnahtfestigkeit.
Das Laserschweißen bietet eine effektive Lösung für viele dünne Blechanwendungen, da es die Energie auf einen kleinen Schweißbereich konzentriert und unnötige Hitzeeinwirkung reduzieren kann. In Kombination mit der richtigen Verbindungskonstruktion, Vorrichtungssteuerung, Schweißparametern, Richten, Inspektion und Oberflächenveredelung kann das Laserschweißen Herstellern dabei helfen, stabilere und gleichmäßigere Blechbaugruppen herzustellen.
Für Shanghai Hehua Machinery Technology Co., Ltd. ist Schweißen Teil eines integrierten Metallherstellungsprozesses, der Schneiden, Vorrichtungsherstellung, Schweißen, Richten, CNC-Sekundärbearbeitung, Inspektion und Oberflächenbehandlung umfasst. Dieser Ansatz ermöglicht es, Schweißverformungen bereits zu Beginn des Fertigungsprozesses zu berücksichtigen und nicht erst nach dem Schweißen zu korrigieren.
Warum verformt sich dünnes Blech beim Schweißen?
Schweißnahtverformungen werden hauptsächlich durch ungleichmäßige Erwärmung und Abkühlung verursacht. Wenn ein Schweißlichtbogen oder ein Laserstrahl einen bestimmten Bereich erhitzt, dehnt sich das Metall aus. Wenn der Schweißbereich abkühlt und sich zusammenzieht, entstehen innere Spannungen zwischen der erhitzten Zone und dem umgebenden Material. Wenn diese Spannungen nicht ordnungsgemäß kontrolliert werden, kann sich das Blech verbiegen, verdrehen, knicken oder sich von seinen vorgesehenen Abmessungen entfernen.
Dünne Bleche sind besonders empfindlich, da sie über eine geringere Materialstärke verfügen, um thermischen Belastungen standzuhalten. Ein Bauteil, das vor dem Schweißen flach erscheint, kann sich nach mehreren Schweißungen sichtbar verziehen.
Zu den häufigsten Faktoren, die die Verformung beeinflussen, gehören:
· Blechdicke und Materialart
· Schweißwärmeeintrag
· Schweißgeschwindigkeit
· Gelenkkonfiguration
· Schweißnahtlänge und -reihenfolge
· Spann- und Vorrichtungsdesign
· Teilegeometrie
· Anzahl und Lage der Schweißnähte
· Anforderungen an das Richten nach dem Schweißen
Aus diesem Grund reicht die bloße Auswahl eines Schweißverfahrens mit geringer Wärmeentwicklung nicht aus. Der gesamte Schweißprozess muss auf die endgültigen Maßanforderungen des Bauteils abgestimmt sein.
Einer der Hauptvorteile des Laserschweißens ist seine konzentrierte Wärmequelle. Im Vergleich zu herkömmlichen Schweißverfahren kann ein Laser Energie auf einen relativ kleinen Bereich abgeben, was dazu beiträgt, die Größe der Wärmeeinflusszone zu begrenzen und unnötige thermische Belastung zu reduzieren.
Bei dünnen Blechen kann dies besonders nützlich sein, wenn das Bauteil ein sauberes Erscheinungsbild und eine kontrollierte Maßhaltigkeit erfordert.
Allerdings beseitigt das Laserschweißen die Verformung nicht automatisch. Falsche Leistung, Fahrgeschwindigkeit, Fokusposition, Nahtvorbereitung oder Schweißreihenfolge können immer noch zu thermischen Verformungen führen. Der Schlüssel besteht darin, den Schweißprozess an die Materialstärke, die Verbindungsstruktur, die Belastungsanforderungen und die Anforderungen an das Aussehen des fertigen Teils anzupassen.
Bei Shanghai Hehua Machinery Technology Co., Ltd. wird der Schweißprozess entsprechend den tatsächlichen Anforderungen jedes Projekts ausgewählt. Zusätzlich zum Laserschweißen bietet das Unternehmen MIG/MAG, WIG/GTAW, Punktschweißen, Kehlnahtschweißen, Unterpulverschweißen, Hartlöten und automatisches Roboterschweißen an. Dadurch kann das Schweißverfahren an unterschiedliche Blechdicken und strukturelle Anforderungen angepasst werden, anstatt jedes Projekt in den gleichen Prozess zu zwingen.
Eine der effektivsten Methoden zur Kontrolle der Verformung besteht darin, das Problem anzugehen, bevor das erste Teil geschweißt wird.
Bei einem geeigneten Schweißdesign sollten die Verbindungsstelle, die Schweißnahtgröße, die Schweißnahtlänge, die Bauteilsteifigkeit, der Zugang für den Schweißbrenner oder Laserkopf und die erwartete Richtung der thermischen Kontraktion berücksichtigt werden.
Hehua Machinery unterstützt die Zeichnungsprüfung und Schweiß-DFM-Optimierung vor der Produktion. Das Unternehmen arbeitet mit 2D-CAD-Zeichnungen sowie 3D-STEP-, IGS-, SolidWorks- und UG-Dateien. Für Kunden, die bestehende geschweißte Komponenten reproduzieren müssen, ist auch Reverse Engineering anhand physischer Muster möglich.
Bei der technischen Prüfung können mögliche Schweißverformungen und Rissrisiken vorab beurteilt werden. Dies trägt dazu bei, den Bedarf an umfangreichen Nacharbeiten nach Produktionsbeginn zu reduzieren.
Vorrichtungen spielen eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der Position dünner Bleche beim Schweißen. Ohne ausreichende Unterstützung kann sich ein Blech bei der Einwirkung von Wärme bewegen oder verformen.
Eine gute Vorrichtung sollte das Bauteil sicher halten und gleichzeitig einen effizienten Schweißprozess ermöglichen. Durch übermäßiges Spannen können jedoch auch unerwünschte Eigenspannungen entstehen. Daher sollte die Konstruktion der Vorrichtung auf der Geometrie und Schweißreihenfolge der jeweiligen Baugruppe basieren.
Für kundenspezifische OEM- und ODM-Projekte kann Shanghai Hehua Machinery Technology Co., Ltd. im Rahmen seines integrierten Fertigungsservices die Herstellung von Vorrichtungen anbieten. Dies ist besonders nützlich für wiederholte Produktionen, bei denen die Konsistenz der Vorrichtung sich direkt auf die Wiederholbarkeit der Schweißnaht auswirkt.
Der Wärmeeintrag ist eine der wichtigsten Variablen bei der Verformungskontrolle. Übermäßige Energie kann die Wärmeeinflusszone vergrößern und die thermische Kontraktion nach dem Abkühlen verstärken.
Bei dünnen Blechen sollten die Schweißparameter sorgfältig auf Materialart und -dicke abgestimmt werden. Kohlenstoffstahl, verzinkter Stahl, Edelstahl 304/316, Aluminiumlegierungen, Gusseisen, Sphäroguss und Kupferlegierungen weisen unterschiedliche thermische und Schweißeigenschaften auf.
Das richtige Gleichgewicht zwischen Schweißenergie und Verfahrgeschwindigkeit ist entscheidend. Das Ziel besteht nicht nur darin, die geringstmögliche Wärmezufuhr zu nutzen, sondern auch eine ausreichende Eindringtiefe und Schweißnahtfestigkeit zu erreichen und gleichzeitig unnötige thermische Belastungen zu minimieren.
Bei der Produktion großer Stückzahlen kann das Roboterschweißen die Konsistenz weiter verbessern, indem die Wiederholgeschwindigkeit, die Brennerposition und die Schweißsequenz beibehalten werden.
Die Schweißreihenfolge kann einen großen Einfluss auf die endgültige Form einer dünnen Blechbaugruppe haben.
Wenn lange Schweißnähte kontinuierlich in eine Richtung ausgeführt werden, kann die resultierende Kontraktion das Bauteil zu einer Seite ziehen. Das Wechseln der Schweißrichtung, die Verwendung intermittierender Schweißnähte, sofern die Konstruktion dies zulässt, oder die Verteilung der Schweißnähte auf verschiedene Bereiche können zum Ausgleich der thermischen Belastung beitragen.
Die beste Reihenfolge hängt von der Teilegeometrie und den strukturellen Anforderungen ab. Bei Präzisionsbauteilen ist es oft besser, die Schweißreihenfolge bereits in der Konstruktionsphase festzulegen, als sie anzupassen, nachdem bereits Verformungen aufgetreten sind.
Selbst bei optimierten Schweißparametern kann es sein, dass einige Komponenten nach dem Schweißen gerade gerichtet werden müssen. Dies gilt insbesondere für geschweißte Rahmen, Gerätesockel, Halterungen, Gehäuse und andere Baugruppen mit strengen Maßanforderungen.
Hehua Machinery umfasst im Rahmen seiner Fertigungskapazitäten auch das Richten nach dem Schweißen. Nach dem Schweißen können Baugruppen überprüft und korrigiert werden, bevor mit der CNC-Nachbearbeitung oder der Oberflächenveredelung begonnen wird.
Das Unternehmen gibt Gesamtmaßtoleranzen von etwa ±0,1 bis ±0,3 mm für die entsprechenden Komponenten an, wobei die Ebenheit nach dem Richten je nach Projektanforderungen auf ≤0,03 mm/100 mm kontrolliert wird.
Diese Kombination aus Schweißen und kontrolliertem Richten bietet einen praktischeren Weg zum Erreichen der endgültigen Maßanforderungen, als sich ausschließlich auf die Anpassung der Schweißparameter zu verlassen.
Die Reduzierung der Verformung ist nur ein Teil der Schweißqualität. Eine geschweißte Komponente muss außerdem Anforderungen an die Integrität der Schweißnaht, die Maßhaltigkeit und die anwendungsspezifische Leistung erfüllen.
Bei Shanghai Hehua Machinery Technology Co., Ltd. werden geschweißte Baugruppen einer Materialeingangskontrolle, einer In-Prozess-Inspektion, Richtprüfungen nach dem Schweißen und einer abschließenden Qualitätskontrolle unterzogen. Schweißnähte werden auf Probleme wie Porosität, Schlackeneinschlüsse und Risse überprüft.
Für druckrelevante Bauteile können Luft- und Wasserdichtheitsprüfungen durchgeführt werden. Für kritische Druckschweißnähte stehen auch Magnetpulverprüfung (MT), Ultraschallprüfung (UT) und hydrostatische Prüfung zur Verfügung.
Diese Inspektionsverfahren sind besonders wichtig für Komponenten, die in Industriemaschinen, Kompressoranlagen, Baumaschinen und anderen Anwendungen verwendet werden, bei denen die Schweißleistung einen direkten Einfluss auf die Betriebszuverlässigkeit hat.
Dünne Blechbaugruppen erfordern oft mehr als nur Schweißen. Je nach Anwendung können Schleifen, Polieren, Strahlen, Pulverbeschichten, Verzinken, Eloxieren, Elektrophorese, Brünieren und andere Oberflächenbehandlungen erforderlich sein.
Eine Oberflächenbehandlung nach dem Schweißen kann die Korrosionsbeständigkeit und das Erscheinungsbild verbessern, sollte aber auch bei der anfänglichen Fertigungsplanung berücksichtigt werden. Schweißspritzer, scharfe Kanten, übermäßige Schweißnahtverstärkung und lokale Verformungen können das endgültige Finish beeinträchtigen.
Hehua Machinery bietet eine integrierte Nachschweißbehandlung, die es Kunden ermöglicht, Schweißen, Richten, Bearbeiten und Oberflächenveredelung in einem Fertigungsablauf zu kombinieren.
Eine kontrollierte Schweißverformung ist besonders wichtig für Komponenten, die zu anderen bearbeiteten oder zusammengebauten Teilen passen müssen.
Typische Anwendungen sind:
· Geschweißte Blechgehäuse
· Kompressorrahmen und Druckgehäuse
· Ausrüstungsbasen
· Baumaschinenhalterungen
· Präzisionsmontagehalterungen
· Rahmen für Industriemaschinen
· Leichte Aluminiumstrukturen
· Gehäuse aus Edelstahl
· Druckrohr-Schweißbaugruppen
· Halbleiterausrüstungskomponenten
· Neue Energieausrüstungsstrukturen
Mit seiner Erfahrung in den Sektoren Automobil, Schienenverkehr, Luft- und Raumfahrt, Windkraft, Kernenergie, Industriemaschinen, Halbleiterausrüstung und neue Energieausrüstung ist Shanghai Hehua Machinery Technology Co., Ltd. sowohl für die Entwicklung von Prototypen als auch für größere Produktionsprogramme gerüstet.
Bei dünnen Blechen sollte die Schweißnahtverformung als Prozesskontrollproblem behandelt werden und nicht als ein Problem, das am Ende einfach behoben werden kann.
Ein praktischer Arbeitsablauf beginnt mit der Entwurfsüberprüfung und der DFM-Optimierung, gefolgt von der Auswahl geeigneter Materialien, der Konstruktion der Vorrichtung, der Auswahl des Schweißprozesses, der Steuerung der Wärmezufuhr, der Planung der Schweißsequenz und dem Richten nach dem Schweißen. Anschließend bestätigen Maßprüfungen und Schweißnahtqualitätsprüfungen, ob die fertige Baugruppe den erforderlichen Spezifikationen entspricht.
Dieser integrierte Ansatz ist besonders wertvoll für OEM- und ODM-Projekte, bei denen Kunden wiederholbare Abmessungen, stabile Schweißqualität und zuverlässige Lieferung über mehrere Produktionschargen hinweg benötigen.
Shanghai Hehua Machinery Technology Co., Ltd. betreibt ein über 17.800 Quadratmeter großes Werk mit mehr als 160 Mitarbeitern und bietet umfassende Fertigungs- und Exportdienstleistungen an. Seine Qualität und Schweißfähigkeiten werden durch die Qualifikationen ISO 9001, IATF 16949, EN 15085 und EN ISO 9606-1 unterstützt.
Für Hersteller, die einen Schweißpartner für dünne Blechteile suchen, liegt die richtige Lösung nicht nur in der Wahl einer Schweißmaschine. Es handelt sich um die Wahl eines vollständigen Prozesses, der Wärme, Verformung, Abmessungen, Schweißqualität und Anforderungen nach dem Schweißen kontrollieren kann.
Um ein kundenspezifisches Dünnblechprojekt zu besprechen, kann Laserschweißen neben MIG-, WIG-, Punkt- und Roboterschweißen entsprechend Material, Dicke, Verbindungsdesign, Produktionsvolumen und erforderlichen Toleranzen bewertet werden. Mit integrierten Schweiß- und Sekundärfertigungskapazitäten kann Shanghai Hehua Machinery Technology Co., Ltd. Projekte von der Zeichnungsprüfung und Prototypenbemusterung bis hin zur Produktion, Inspektion, Oberflächenbehandlung und dem Export unterstützen.
AdresseNr. 66 Xingpu Straße, Lujia Stadt, Kunshan Stadt, Fabrikgebäude 3 und 4 
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