„Metall mit Windenergie“
30
„Metall mit Windenergie“ Modernes Plasmaschneiden und Hochleistungsschweißen bei der Fertigung von Windkrafttürmen Dr. Norbert Pietsch Dipl.-Ing. Wolfram Müller 5. November 2010
Transcript of „Metall mit Windenergie“
„Metall mit Windenergie“
Modernes Plasmaschneiden
und Hochleistungsschweißen
bei der Fertigung
von Windkrafttürmen
Dr. Norbert Pietsch
Dipl.-Ing. Wolfram Müller
5. November 2010
www.kjellberg.de
1922 Gründung der „Kjellberg Elektro-Maschinen GmbH“
(ab 1926 Kjellberg Elektroden & Maschinen GmbH) in Finsterwalde
1930 Entwicklung und Produktion der legendären Schweißumformer KU/KW
1934 Kjellberg Finsterwalde setzt erstmals Schweißautomaten ein
1936 Kjellberg Finsterwalde ist Europas größter Produzent von
Lichtbogenschweißtechnik
1940 Kjellberg Finsterwalde ist mit rund 5000 Mitarbeitern der weltgrößte Hersteller
von Lichtbogenschweißtechnik
Ein Unternehmen mit Tradition
KU 250 KW 250 KW 500
www.kjellberg.de
www.kjellberg.de
1943 Erste industrielle Anwendung des
UP-Schweißens mit Automatentechnik
1959 Geburtsjahr der Plasmatechnik
Am Institut Prof. Manfred von Ardenne
werden in Zusammenarbeit mit Kjellberg
die ersten Grundlagenversuche durchgeführt
1962 Kjellberg liefert die erste industriereife
50 kW Plasmaschneidanlage WSH III-M
1964 Die Plasmaschneidanlage PA 100
ist die erste in Serie produzierte
Plasmaanlage aus Finsterwalde
1965 Patent: Plasma-Feinstrahl-Schneiden
von Prof. Manfred von Ardenne,
Dresden, mit PB 20 - Brenner
Ein Unternehmen mit Tradition
www.kjellberg.de
„Maulwurf“
www.kjellberg.de
Ein Unternehmen mit Tradition
1970 Plasmagas Luft für das wirtschaftliche Schneiden von Baustahl bis 25 mm
1971 bis
1978
Plasma-Mehrfachanlagen (2-, 3-, 4-, 6-fach) werden für den deutschen und
japanischen Schiffbau unter dem Namen „Mansfeld“ produziert
1980 Technologie des Unterwasserplasma-
schneidens wird erstmals eingesetzt
1985 Plasmagas O2 verbessert Schnittqualität
beim Schneiden von Baustahl
1986 Unterwasserplasmaschneidanlage
PA 50 UWP mit Wirbelgastechnologie
geht in Serienproduktion
1990 bis
1993
Umstrukturierung des Unternehmens,
das gesamte Produktprogramm wird
durch Neuentwicklungen abgelöst
www.kjellberg.de
Unterwasserplasmaschneiden
www.kjellberg.de
Ein Unternehmen mit Tradition
1994 Weltweit erste CNC-Mehrfach-Besäumanlage mit zwei Dreibrenneraggregaten
für das Projekt „Schiffbau 2000“ (Technologie nach Prof. Bach, Uni Dortmund)
Kjellberg-Elektroden für legierte Sonderwerkstoffe erweitern das Angebot
1995 Das neue Verschleißteilsystem XL-Life zum Plasmaschneiden mit Sauerstoff
erhöht die Standzeiten und trägt damit zur Reduzierung der Betriebskosten bei
1997 Die Kjellberg-Stiftung als alleinige Gesellschafterin
des Unternehmens wird gegründet
1998 Mit der Markteinführung des Wirbelgas-Plasma-
brenners PB-S47 W-1 wird ein Qualitätssprung
beim Edelstahlschneiden erreicht
1999 Der Wirbelgas-Plasmabrenner PB-S100 WU
ermöglicht das Unterwasserplasmaschneiden
bis 100 mm Materialdicke und damit den
Einsatz der Plasmatechnik beim Rückbau
von Kernkraftwerken
www.kjellberg.de
Ein Unternehmen mit Tradition
2000 Neue Plasma HiFocus-Technologie sorgt für laserähnliche Schnittqualität
bei bedeutend niedrigeren Kosten im Vergleich zum Laser
Für das automatisierte Schutzgas- und vor allem Unterpulverschweißen
wird die neue Schweißautomatenreihe KA vorgestellt
2001 Das erste Soft-Switch-Invertermodul mit
Mikroprozessorsteuerung kommt zum Einsatz
2002 Die weltweit erste volumenstromgeregelte
automatische Plasmagasversorgung
ist ein Schritt in eine neue Dimension
von Qualität und Reproduzierbarkeit
2004 Einführung der PLUS-Technologie bringt
eine markant höhere Schnittqualität und
liefert nahezu senkrechte Plasmaschnitte
2006 Die Reihe der Plasmaanlagen mit Invertertechnik
wird durch HiFocus 280i und HiFocus 360i komplettiert
www.kjellberg.de
Ein Unternehmen mit Tradition
2007 Die Kjellberg-Stiftung stellt ein 20 Millionen Euro umfassendes Investitions-
programm zur Zukunftssicherung von Kjellberg Finsterwalde vor
Einführung der neuen Plasma-Verschleißteilgeneration YellowXLife®
2008
Die Kjellberg Finsterwalde Elekroden und Maschinen GmbH wird in drei
eigenständige Unternehmen aufgespalten:
Kjellberg Finsterwalde
Plasma und Maschinen GmbH
Kjellberg Finsterwalde Schweißtechnik
und Verschleißschutzsysteme GmbH
Kjellberg Finsterwalde Elektroden
und Zusatzwerkstoffe GmbH
Die neue Elektrodenfabrik im Gewerbegebiet Massen nimmt ihre Produktion auf
Ein Unternehmen mit Tradition
2009 Kjellberg Finsterwalde entwickelt seit 50 Jahren Plasmaschneidtechnik
und ist damit ältester Hersteller auf dem Markt
Die Brennerkopf-Wechselstation ATChanger wird erstmals vorgestellt
2010 Feierliche Eröffnung des neuen Kunden- und Anwendungszentrums
www.kjellberg.de
www.kjellberg.de
Plasmaschneidtechnik Neue Perspektiven im
Windanlagenbau
Kjellberg Finsterwalde
Plasma und Maschinen GmbH
www.kjellberg.de
Prinzip des Plasmaschneidens
Ein eingeschnürter Lichtbogen (Plasmastrahl)
schmilzt infolge seiner hohen Energiedichte den
Werkstoff auf.
Durch die hohe Geschwindigkeit des Plasmastrahls
wird der verflüssigte Werkstoff aus der Schnittfuge
ausgeblasen.
A B C D E F G
A Brennerkappe
B Wirbelgaskappe
C Düsenkappe
D Düse
E Gasführung
F Katode
G Brennerkörper
Plasmaschneiden zählt zu den thermischen Trennverfahren
Typischer Aufbau eines
modernen Maschinenbrenners
Einsatzbereiche Schneidtechnologien
www.kjellberg.de
www.kjellberg.de
Plasmaschneidtechnik - Produktpalette
Manuelles Plasmaschneiden CNC - Plasmaschneiden
• CUTi
• CUTLINE
• PA-S
• CutFire
• PA-S
• FineFocus
• HiFocus
www.kjellberg.de
www.kjellberg.de
HiFocus 161i - GREENLINE
Die HiFocus 161i wurde mit modernster Technik ausgestattet
und präsentiert sich im typischen HiFocus-Design. Sie ist
nicht nur sehr leistungsstark, sondern durch die stetige
Weiterentwicklung der Plasmatechnik von Kjellberg
Finsterwalde konnten folgende Vorteile umgesetzt werden:
- Höhere Schneidgeschwindigkeiten reduzieren die
Schnittmeterkosten
- Hohe Lebensdauer der Verschleißteile schont Ressourcen
- Schmalere Schnittfuge und somit weniger Emissionen
und weniger Abfall
- Bedeutend geringerer Gasverbrauch durch effektivere
Flüssigkeitskühlung, dadurch Kostenreduzierung für Gase
- Geringer Geräuschpegel
- Bessere Leistungsausnutzung des Inverter-Moduls
- Weitere Kosteneinsparung durch seltenere Wechsel der
Filter der Absauganlagen
www.kjellberg.de
Kombination mit CNC – Führungstechnik
verschiedener Hersteller
www.kjellberg.de
Behälterfertigung
• Werkzeugwechsel-
system ATChanger
• Einsparung je Behälter
2 bis 15 Stunden
CNC - Plasmaschneidtechnik am Roboter
www.kjellberg.de
www.kjellberg.de
Schneidprozesse im Windkraftanlagenbau
Schwerpunkte:
• Zuschnitt und Schweißnahtvorbereitung
möglichst in einem Arbeitsgang
• Präzises und wirtschaftliches Fasen-
schneiden an dicken Blechen
• Reproduzierbarer Schneidprozess
mit vordefinierten Parametern
• Reduzierung von Nacharbeit
www.kjellberg.de
Unterpulver- Schweißen
hocheffizient im Schiff- und
Windanlagenbau
Kjellberg Finsterwalde Schweißtechnik und
Verschleißschutzsysteme GmbH
www.kjellberg.de
Allg. Beschreibung des Unterpulverschweißens
verdecktes Lichtbogenschweißverfahren
vorwiegend für lange Schweißnähte
mechanisiertes Schmelzschweißverfahren
hohe Abschmelzleistungen
www.kjellberg.de
Anlagentechnik für das Unterpulverschweißen
UP-Baukastensystem:
• Brennersysteme
• Schweißtraktoren
• Stromquellen (800A – 1400A)
• Steuerungen
• Pulverbehälter und –rückführung
• …
Kundenspezifische Auswahl und
Zusammenstellung geeigneter
Produkte zur Erfüllung der
Schweißaufgabe
www.kjellberg.de
UP- Schweißen im Schiffbau
• Paneelfertigung für den Schiffbau
Doppelarm- Schweißportal Doppelarm- Traktor
www.kjellberg.de
UP-Schweißen in der Energietechnik
• UP-Schweißen von
Längs- und Rundnähten
an Solarbehältern und
Warmwasserspeichern
www.kjellberg.de
UP- Schweißen im Windkraftanlagenbau
• UP-Schweißen von Windkrafttürmen
Schweißen der
Außennähte mit
Schweißmast
Innenrohrschweißung
Angetriebene
Rollenbock-
Drehvorrichtung
www.kjellberg.de
Weiterentwicklung der UP-Technologie
• Plasma-UP-Hybridverfahren
Pla
sm
a
&
UP
III
B
Blech
Plasmafugbrenner
Blech
Plasmafugbrenner
BlechP
ulv
er
U P - B re n n e r Plasmabrenner
Plasmabrenner
Plasma-UP (dicker Draht), Düsenabstand: <40mm
Schweißrichtung
www.kjellberg.de
Entwicklung neuer Sonder-Elektroden
Finox 29/9 Gold Elektrode für schwer schweißbare Stähle
z.B. Manganhartstahl, Werkzeugstahl und Federstahl
Prima blue Elektrode für alle
Schweißpositionen
Ficast Fe preiswerte Elektrode
für Gusseisen
www.kjellberg.de
system 4+
Verbundvorhaben
Entwicklung von Hochleistungsverfahren zum
Trennen und Fügen dicker Stahlbleche
Richtlinie des Ministeriums für Wirtschaft zur Förderung von
Forschungs- und Entwicklungsvorhaben im Land Brandenburg
- Große Richtlinie -
www.kjellberg.de
Verbundvorhaben „ system 4+ “
Projektpartner
www.kjellberg.de
Verbundvorhaben „ system 4+ “
1. Mehrfasen-Plasmaschneiden mit leistungsfähiger Stromquelle
optimale Schnittkantenvorbereitung
Einsparung von Fertigungsstufen
wesentliche Erhöhung der Schweißgeschwindigkeit beim Fügen
neuartige effektive Absauganlage, geringere Umweltbelastung bei
hoher Schneidleistung und -geschwindigkeit
2. Neuentwickelter Hochleistungs-WIG-Brenner
wesentlich höhere Qualität der Wurzellagen
höhere Schweißgeschwindigkeit
www.kjellberg.de
3. UP-Schweißen in Zwangslagen
völlig neuartiges Pulvertransportsystem
erhebliche Vereinfachung des Schweißverfahrens und
Verringerung des technischen Aufwandes und der Kosten
4. Mehrdraht-UP-Schweißen
Steigerung der Schweißguteinbringung und der
Schweißgeschwindigkeit
Einsparung von Fertigungsschritten und Verbesserung der
Qualität der Schweißnähte
Verbundvorhaben „ system 4+ “
www.kjellberg.de
5. Systemübergreifendes
Qualitätssicherungssystem
rechnergestütztes QS-Management
Verfolgung der Schneid- und
Schweißparameter
digitale Prozesskontrolle
vom Rohblech bis zum
fertigen Windkraftturm
Verbundvorhaben „ system 4+ “
www.kjellberg.de
Jedes Verfahren für sich stellt eine Innovation dar
In der Kombination der Hochleistungsverfahren entsteht eine völlig
neuartige effektive Hochleistungssystemtechnik für den
Fertigungsprozess im Stahlbau mit hoher
Qualität der Baugruppen und
Fertigungserzeugnisse
Vielen Dank für
Ihre Aufmerksamkeit !
Verbundvorhaben „ system 4+ “
