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May 16, 2023

Neue Schweißtechnologie: gut oder schlecht?

In der hart umkämpften Automobilindustrie sind Veränderungen unvermeidlich.

In der hart umkämpften Automobilindustrie sind Veränderungen unvermeidlich. Hersteller stehen vor der Herausforderung, neue staatliche Standards zum Kraftstoffverbrauch einzuhalten und die Sicherheit ihrer Fahrzeugkonstruktionen zu verbessern. Ingenieure berücksichtigen bei der Entwicklung von Materialien für die Herstellung ihrer Fahrzeuge viele Faktoren, darunter Sicherheit, Kraftstoffeffizienz, Herstellbarkeit, Haltbarkeit, Qualität und Umweltfreundlichkeit.

Materialien und Automobilanwendungen werden so ausgewählt, dass das Gewicht minimiert wird und gleichzeitig wichtige Kriterien wie Crash-Leistung erfüllt werden. Steifheit; und Formungsanforderungen kombiniert mit dem CO2-Fußabdruck während der Herstellung des Fahrzeugs (Herstellung), während das Fahrzeug auf der Straße ist (Endrohr) und wenn das Fahrzeug am Ende seiner Lebensdauer recycelt wird. Dies hat zur Entwicklung komplexerer Stähle geführt, die alle erforderlichen Schlüsseleigenschaften beibehalten und mit dem geringsten Energieaufwand hergestellt werden können.

Die Herstellung eines komplexen Teils kann weniger Energie verbrauchen, einen geringeren CO2-Fußabdruck verursachen, die Festigkeit erhöhen, das Fahrzeuggewicht senken und weniger kosten als die Herstellung mehrerer zusammenzufügender Teile. Dieser Prozess hat jedoch viele Auswirkungen auf die Unfallreparaturbranche. Die Identifizierung des zu reparierenden oder zu ersetzenden Materials und die Kenntnis des richtigen Verfahrens sowie die Kenntnis der richtigen Ausrüstung, die zum ordnungsgemäßen Zusammenfügen der Teile erforderlich ist, werden immer aufwändiger.

Der Trend, dass einige Teile größer und vielfältiger geformt werden, wird Fahrzeugreparaturen komplexer machen. Für wichtige Leistungsfaktoren wie z B. Festigkeit, Duktilität und Ermüdungseigenschaften, in verschiedenen Teilen des Fahrzeugs wie Knautschzonen und Fahrgasträumen. Stähle werden durch Änderung ihres chemischen und/oder physikalischen Herstellungsprozesses oder ihrer Rezepturen hergestellt. Wenn Sie diese Unterschiede kennen, können Sie erklären oder aufklären, warum der Schaden auf eine bestimmte Art und Weise repariert wird und warum die Reparaturkosten mit der Zeit, den Fähigkeiten und der Ausrüstung korrelieren, die für die ordnungsgemäße Durchführung der Reparatur erforderlich sind. Ich kann den Tag kaum erwarten, an dem wir TRIP-unterstützten, vergüteten und portionierten Stahl sowie Stahl mit mittlerem Mangan und seinen Reparaturprozess erklären.

Fahrzeughersteller sind stets auf der Suche nach Möglichkeiten, die Fertigung ihrer Fahrzeuge zu verbessern. Alle im Zusammenhang mit Stahl genannten Faktoren sind auch Faktoren, die bestimmen, ob Aluminium den Anforderungen besser entspricht. Aluminium ist in jeder Hinsicht ein Mitbewerber und bietet darüber hinaus den Vorteil, dass es leichter ist und korrosionsbeständig ist.

Der Nachteil besteht in den hohen Kosten für die anfängliche Herstellung von Rohmaterialien und in der Entstehung eines CO2-Fußabdrucks in der Größe von Bigfoot im Vergleich zu Stahl. Durch die Verwendung von Stahl und Aluminium sowie Kunststoffen im Fahrzeugdesign ist ein hybrider Ansatz für die gesamte Fertigung entstanden.

Welche Auswirkungen hat dies auf die Reparaturbranche? Die Antwort ist keine Überraschung, da wir diese Veränderungen im Laufe der Jahre in unseren Geschäften erlebt haben. Wir haben gelernt, dass immer neue Verfahren und neue Ausrüstung erforderlich sein werden, um den Bedarf an Reparaturen neuer Materialien in Fahrzeugen zu decken. Heutzutage müssen Werkstätten alle neuen Fortschritte bei Stahl- und Aluminiumwerkstoffen berücksichtigen, wenn sie Geräte kaufen und Techniker für die Reparatur heutiger und künftiger Fahrzeuge schulen.

In naher Zukunft wird es für Geschäfte immer wichtiger werden, zu verstehen, wie die Materialien im normalen Fahrbetrieb und bei Kollisionen funktionieren oder funktionieren. Unkenntnis der verwendeten Aluminium- oder AHSS-Stähle und der Einschränkungen bei der Arbeit mit diesen Metallen kann bei der Reparatur dieser Fahrzeuge zu großen Mängeln führen – einem Mangel, der zum Ausfall einer Komponente aufgrund von Korrosion, einer Änderung der Festigkeit oder Duktilität führen kann schafft eine Schwachstelle und eine Nichteinhaltung der Fahrzeugherstellungsanforderungen.

Da Besitzer ihre Fahrzeuge länger behalten als in der Vergangenheit, kann die Ermüdung in der Hitzeeinflusszone (HAZ) später zu Garantieproblemen und einem Vertrauensproblem bei den Kunden führen. Der andere zu berücksichtigende Faktor ist, dass Ihre Werkstattgarantie möglicherweise so lange gilt, wie der Eigentümer das Fahrzeug besitzt, wodurch Ihre Haftung viel länger verlängert wird – sogar nach dem Verkauf des Fahrzeugs.

Mit all den Veränderungen bei Metallen im Fahrzeugbau haben sich auch die Metallverbindungsmethoden geändert – nicht nur Clinchs, Quetschwiderstandspunktschweißen (STRSW), Metall-Lichtbogenschweißen (GMAW), Nieten und Nietverbindungen, sondern auch HAZ und die Auswirkungen davon Durchführung von Lochschweißungen und Stoßverbindungen oder Überlappungen an Metallen, insbesondere an neuen AHSS. Dieser Schwerpunkt führte zu einem detaillierten Blick auf das Schweißen in der Unfallindustrie und die Ausrüstung, die zum korrekten Schweißen der zu reparierenden Materialien erforderlich ist.

Eine meiner Beobachtungen, die ich während meines gesamten Lernens und meiner Ausbildung gemacht habe, war die Weiterentwicklung der Schweißer, die der Unfallreparaturbranche angeboten werden. Pro Spot, Miller, Lincoln-Electric und eine Vielzahl anderer Hersteller nutzten die Gelegenheit, Schweißern neue Funktionen zu präsentieren, die das Erstellen von Schweißnähten oder sogar die Reproduktion von Werksschweißnähten zur Realität machten. Diese Schweißgeräte erleichterten den Technikern auch die Kontrolle der HAZ erheblich. Von Punktschweißungen bis hin zum Metall-Inertgas-Schweißen (MIG) auf Stahl und Aluminium – diese neuen Funktionen, darunter eine bessere Temperaturkontrolle und Puls, haben die Spielregeln für die Unfallreparatur verändert.

Dies bereitet den Weg für neue AHSS der zweiten und dritten Stufe, die auf den Markt kommen. Fahrzeughersteller werden neue Reparaturverfahren für komplexere Formen und Klassifizierungen von Metallen einführen. Derzeit gibt es etwa 30 bis 50 verschiedene Grade von AHSS (je nachdem, mit wem Sie sprechen), und es werden täglich mehr. Wie geschweißt wird, wo geschweißt wird und wie lange eine Schweißung durchgeführt werden kann, hängt von der Ausrüstung ab, die die von den Fahrzeugherstellern festgelegten Reparaturparameter für die verschiedenen Stahlsorten oder verschiedenen Aluminiumlegierungen sowie die Art des hergestellten Teils erfüllt. Sogar das strukturelle Richten von Teilen wird komplexer, da die Kaltverfestigung und die Kräfte, die zum Richten einer Struktur erforderlich sind, sowie die „Rückfederung“ neuerer Stähle die Techniker noch mehr herausfordern als aktuelle Fahrzeugstrukturen. Die Untersuchung dessen, was für die Reparatur von Fahrzeugen erforderlich ist, einschließlich der Frage, ob Abschnitte zulässig sind, der Art der zulässigen Schweißnähte und der Ausrüstungsparameter, könnte zur Norm werden. Wie werden Schäden beseitigt, wenn die Formen komplexer werden? Oder kann es entfernt werden, sodass mehr Teile ausgetauscht werden müssen? Für Techniker wird die Zukunft sicher interessant sein.

Die I-CAR-Klassen, in denen diese Stähle der Branche vorgestellt wurden, waren für Techniker, die einfach nur Autos reparieren wollten, manchmal verwirrend und einschüchternd. Es wurde festgestellt, dass das Lesen und Lernen der Informationen ein Heilmittel gegen Schlaflosigkeit ist. Warum muss ich das wissen, fragten sie, wenn ich doch nur die richtige Einstellung des Schweißgeräts und den Ort zum Schweißen wissen muss? Dies ist ein interessanter Punkt, über den man nachdenken sollte, wenn man darüber nachdenkt, wohin sich die Unfallbranche entwickelt.

Die Belegschaft wird älter und es drängen immer weniger neue Techniker ins Berufsleben. Diejenigen, die in die Branche einsteigen, tun dies, indem sie direkt in die Geschäfte gehen und als Lehrlinge lernen. Sie umgehen die technische Schule aufgrund der Schul- und Werkzeugkosten und weil die Industrie nicht auf ihren Abschluss warten möchte. Es ist schwer, Arbeitskräfte zu finden, und die Betriebe sind bereit, Auszubildende aufzunehmen, weil sie davon ausgehen, dass sie schneller und besser unterrichten können als an technischen Hochschulen. Wie viel von dem „Warum wir tun, was wir tun, um ein Fahrzeug zu reparieren“ wird im Ausbildungsprozess an neue Mitarbeiter weitergegeben? Das ist etwas, das man bedenken sollte, denn werden Techniker, ohne zu wissen warum, die richtigen Entscheidungen beim Schweißen oder einer anderen Art von Reparatur treffen?

Lassen Sie mich nach all dem, was gesagt wurde, fragen: Lehren wir Schweiß- oder Automobilverbindungsmethoden? Ich denke, es gibt einen Unterschied zwischen den beiden. Ein Schweißer weiß, warum und wie er eine bestimmte Schweißnaht ausführt. Ein Techniker, der sich mit den Grundlagen des Schweißens auskennt, ist mit der HAZ und ihren Auswirkungen auf die Stahlmikrostruktur vertraut. Aber ich bin mir nicht sicher, wie man einen Mitarbeiter bezeichnet, der nicht über diese Ausbildung und dieses Wissen verfügt. Ohne dieses Wissen werden Fehler oder Entscheidungen getroffen, die bei der Reparatur von Fahrzeugen nicht passieren sollten.

Die Einführung neuer Schweißer in der Branche verkürzte die Lernkurve für Techniker. Um ehrlich zu sein, wurde weniger Zeit für die Entwicklung von Fähigkeiten und das Warum des Schweißens aufgewendet. Stattdessen ging es mehr darum, die richtigen Einstellungen für die Schweißnähte zu finden – die Einstellung zu finden, damit Ihre Schweißnaht „so aussieht“ und nicht „Warum sieht Ihre Schweißnaht so aus?“. Leider liegt es nicht nur daran. Es geht auch darum, die Drahtgeschwindigkeit, die Hitze, den richtigen Draht und die richtige Drahtgröße sowie den richtigen Draht für das zu schweißende Metall zu verstehen – ein wichtiger Aspekt, den ein Techniker wissen muss, bevor er bei Reparaturen Metalle verbindet.

Die neuen Schweißer sind meiner Meinung nach sowohl gut als auch schlecht. Schlecht, weil der Schwerpunkt weniger auf dem Warum und Wie des Schweißens liegt, aber gut, weil die Schweißgeräte mangelnde Fähigkeiten oder mangelnde Ausbildung ausgleichen. Verstehen Sie mich nicht falsch – es gibt großartige Techniker, die wissen, wie man schweißt. Aber seien wir auch ehrlich: Wir wissen, dass es auch das andere Ende des Spektrums gibt.

Wo lernen wir Schweißen? Es ist ein Dilemma für die Unfallbranche, da so viele Schulungen virtuell durchgeführt werden. Aber kann man das Schweißen virtuell erlernen? Viele Kollisionsreparaturen erfordern praktische Erfahrung, einschließlich des Erlernens des Schweißens. Deshalb sind Technikschulen für unsere Branche so wertvoll. Praxis und Erfahrung sind das, was zukünftige Techniker brauchen. Technikschulen erklären das „Warum“, aber wird das mit den neuen Schweißgeräten, die jetzt verfügbar sind, passieren? Stellen Sie sich dieses Szenario für einen Lehrling vor:

Auch hier möchte ich nur darlegen, was ich in der Branche beobachte. Ich schätze die Beständigkeit und Qualität der Schweißnähte, die die neuen Schweißer in die Branche gebracht haben. Ich schätze auch die Geschwindigkeit, mit der Techniker mit der Herstellung hochwertiger Schweißnähte beginnen können. Ich möchte nur, dass die Techniker verstehen, warum sie den Hintergrund der Metalle und der Fertigung kennen müssen, um die richtigen Entscheidungen zu treffen und die Schweißrichtlinien zu befolgen, um Reparaturen durchzuführen. Schulung und Ausbildung müssen gemeinsam erfolgen.

Da AHSS immer komplexer wird und Aluminium immer noch ein starker Konkurrent bei der Herstellung von Fahrzeugstrukturen ist, sehe ich, dass Techniker einen Prozess benötigen, um alle Reparaturanforderungen an ältere und neue Fahrzeuge zu erfüllen. Ich sehe auch die nächste Entwicklung in der Ausrüstung, die kommen könnte.

Ich hatte kürzlich die Gelegenheit, mit einem neuen Laserschweißsystem, dem LightWELD, herumzuspielen, und war von dem, was ich sah, mehr als beeindruckt. In relativ kurzer Zeit kann ein Techniker, der die Anweisungen liest, dieses Schweißgerät verwenden und unglaubliche Schweißnähte auf Stahl, Aluminium und mehr herstellen. Und die Schweißnähte sind schnell erledigt.

Laserschweißgeräte bieten eine sehr begrenzte HAZ, die den Anforderungen neuer Metalle entspricht, die im Fahrzeugbau verwendet werden. Ebenso wie das Reibrührschweißen bietet das Laserschweißen auch Vorteile beim Schweißen unterschiedlicher Metalle. Der Laser erzeugt eine Schweißnaht, die im Vergleich zum derzeit verwendeten MSG-Schweißverfahren nur sehr wenig Eingaben vom Bediener erfordert und sehr wenig Nachbearbeitung erfordert. Ähnlich wie aktuelle MSG-Schweißgeräte sind Laserschweißgeräte für jeden Techniker einfach zu bedienen. Außerdem sind sie erschwinglich.

Ich ermutige die Geschäfte wirklich, in die Zukunft zu blicken und weitere Veränderungen in der Unfallbranche zu sehen. Proaktiv zu sein und in die Zukunft zu blicken ist für ein Geschäft der beste Weg zum Erfolg und zur Langlebigkeit.