Bolzenschweißgeräte für die Industriekennzeichnung: Technologien, Anwendungen und Modelle

Das Bolzenschweißen ist die Methode der dauerhaften Befestigung für Kennzeichnungssysteme in Umgebungen, in denen Klebstoff nicht praktikabel ist. Statt eines Haftetiketts wird der Bolzen metallurgisch mit dem Stahl- oder Edelstahl-Untergrund verbunden, und das Schild, Hängeetikett oder der Kennzeichnungsträger wird darauf befestigt. Der Vorgang kann bei Kondensatorentladungsgeräten zwischen 1 und 3 Millisekunden dauern, oder bis zu 1.500 Millisekunden bei Lichtbogengeräten mit Keramikring für Bolzen mit großem Durchmesser. In beiden Fällen entsteht eine Verbindung, die kein Lösemittel, keine Temperatur und keine Vibration lösen kann.

Wann Bolzenschweißen statt eines Haftetiketts verwendet wird

Klebstoff ist die schnellste und wirtschaftlichste Lösung für die überwiegende Mehrheit der Anwendungen der Industriekennzeichnung. Es gibt jedoch Situationen, in denen er vorhersehbar versagt, und genau dafür gibt es das Bolzenschweißen.

Mit Klebstoff inkompatible Oberflächen

Oberflächen mit Metallstaub, Öl, Kühlschmierstoff oder extremer Rauheit (Rohguss, warmgewalztes Baustahlblech) bieten nicht die Oberflächensauberkeit, die ein Klebstoff für eine dauerhafte Verankerung benötigt. Selbst bei vorheriger Reinigung kann eine erneute Verschmutzung in der Produktion die Verbindung schwächen. Der geschweißte Bolzen hängt nicht von der Sauberkeit der Oberfläche ab: Die Schweißung erfolgt auf metallurgischer Ebene, unabhängig davon, was sich rund um den Verankerungspunkt befindet.

Hochtemperatur

Klebstoffe haben je nach Zusammensetzung sehr unterschiedliche Temperaturbereiche: Standardklebstoffe auf Kautschukbasis versagen unterhalb von 100 °C; herkömmliche Acrylate halten zwischen 100 und 150 °C stand; spezielle Hochtemperaturklebstoffe erweitern diesen Bereich deutlich. Alle haben jedoch eine Obergrenze. Bei Anwendungen mit dauerhafter Einwirkung extremer Temperatur — Industrieöfen, Verzinkungslinien, Lackaushärtung, laufende Motoren — kommt irgendwann der Punkt, an dem jeder Klebstoff fließt, verkohlt oder seinen Zusammenhalt verliert. Der geschweißte Bolzen kennt diese Grenze nicht: Er hält denselben Temperaturen stand wie der Metalluntergrund, mit dem er verbunden ist.

Starke Vibration und mechanische Zyklen

Vibration ermüdet die Grenzfläche zwischen Klebstoff und Untergrund im Laufe der Zeit. Bei rotierenden Maschinen, Kompressoren, Industriefahrzeugen oder Strukturen unter Lastzyklen kann sich ein Haftetikett vorzeitig lösen. Der geschweißte Bolzen beseitigt diese Abhängigkeit: Die Verbindung degradiert nicht durch Klebstoffermüdung, weil sie keine Klebeverbindung ist.

Notwendigkeit, die Kennzeichnung auszutauschen, ohne den Träger zu beschädigen

Bei Anlagen mit langer Lebensdauer — Maschinen, Behälter, Strukturen — muss das Kennzeichnungsschild regelmäßig erneuert werden, ohne den Untergrund zu beeinträchtigen. Mit einem geschweißten Bolzen lässt sich das Schild oder Hängeetikett durch Auf- bzw. Abschrauben oder Aushängen austauschen, ohne das Grundteil anzufassen.

Die drei Technologien des Bolzenschweißens

Es gibt drei Verfahren des Bolzenschweißens, jedes mit einem anderen Anwendungsbereich. Die Wahl hängt hauptsächlich vom Bolzendurchmesser, der Dicke des Untergrunds und dem Grundmaterial ab. Mehr zu den verfügbaren Bolzentypen als Verbrauchsmaterial, Materialien und deren Spezifikation finden Sie in unserem eigenen Leitfaden.

Kondensatorentladung (CD)

Sie ist die schnellste Technologie: Die Entladung dauert zwischen 1 und 3 Millisekunden. Während dieser Zeit wird die in den Kondensatoren des Geräts gespeicherte Energie über den Bolzen freigesetzt, schmilzt dessen Basis und die des Untergrunds gleichzeitig auf und erzeugt die Verbindung. Da sie so kurz ist, ist der Wärmeeintrag minimal, und die Wärmeeinflusszone (WEZ) im Untergrund ist praktisch unsichtbar. Sie funktioniert auf Stahl, Edelstahl, Aluminium und Messing, mit Bolzen von Ø 2 bis 10 mm (bis Ø 8 mm bei den Einstiegsmodellen). Der Untergrund kann dünn sein — ab 0,5 mm Dicke — ohne Risiko von Verformung oder Durchbruch.

Kurzlichtbogen

Beim Kurzlichtbogen-Verfahren entsteht ein kurzer elektrischer Lichtbogen — zwischen 40 und 350 ms bei den Einstiegsmodellen, bis zu 950 ms bei den leistungsstärkeren —, der sowohl die Spitze des Bolzens als auch einen Bereich des Untergrunds aufschmilzt. Beim Erlöschen des Lichtbogens wird der Bolzen gegen den Untergrund gepresst, und die Verbindung erstarrt. Die Durchdringung ist größer als bei der Kondensatorentladung, was die Arbeit auf dickeren Untergründen und mit Bolzen bis Ø 12 mm ermöglicht. Das Grundmaterial muss Stahl oder Edelstahl sein; für Aluminium ist es in der Standardkonfiguration nicht geeignet.

Lichtbogen mit Keramikring / Inverter

Für die größten Durchmesser — bis Ø 25 mm — wird das Verfahren mit Keramikring verwendet: Ein Keramikring umschließt den Bolzen und begrenzt den Lichtbogen während des Schweißens, schützt die Schmelzzone vor Verunreinigung aus der Umgebung und formt die Schweißnaht. Die Inverter-Geräte dieser Baureihe erlauben eine sehr präzise Stromeinstellung zwischen 100 A und über 3.000 A. Die Schweißzeit kann bis zu 1.500 ms betragen. Sie sind die richtigen Geräte für Stahlbaustrukturen, große Behälter oder Gussteile mit dicken Untergründen.

Verfügbare Modelle und wie man das richtige wählt

Die verfügbaren Geräte gliedern sich in drei klar unterschiedene Baureihen nach Technologie und Produktionsniveau.

Baureihe LBS — Kondensatorentladung (intensiver Einsatz)

Die Baureihe LBS deckt vom Einstieg bis zur Hochproduktion bei der Kondensatorentladung ab. Der LBS 75 nimmt Bolzen bis Ø 8 mm mit 66.000 µF Kapazität auf und ist das Referenzmodell für Werkstätten mit moderatem Volumen. Der LBS 80 erweitert den Bereich bis Ø 10 mm. Die Modelle LBS 90 und LBS 130 verfügen über eine Ladeumkehrplatine, kürzere Pausenzeiten und die Option eines Automatikmoduls zum Anschluss eines automatischen Bolzenzuführers (VBZ) und einer Automatikpistole: Sie sind die Lösung für Produktionslinien mit hohem Takt.

Baureihe PRO-C — Kondensatorentladung mit Mikroprozessor

Die Modelle PRO-C 1000 und PRO-C 1500 bieten zusätzlich Mikroprozessorsteuerung, Speicherung von Benutzerprogrammen, Überwachung der letzten 10 Schweißungen (24.500 mit optionalem USB-Modul) und umschaltbare Kapazität — bis zu drei Stufen beim PRO-C 1500 —, um die Energie ohne manuelle Nachjustierung an den genauen Bolzen anzupassen. Das Zubehör PRO-SPLIT ermöglicht den Anschluss von bis zu 4 Pistolen an eine einzige PRO-C-Einheit mit automatischer Erkennung der aktiven Pistole: nützlich, wenn in derselben Anlage mit mehreren Durchmessern gearbeitet wird.

LBSaccu 75 — Tragbare Kondensatorentladung

Die einzige Einheit der Baureihe mit integriertem Akku (2 × 7,5 Ah / 12 V). Sie funktioniert ohne Netzanschluss — etwa 650 Schweißungen pro Ladung für Bolzen M6 — und lässt sich auch an jede Steckdose anschließen. Sie nimmt Bolzen bis Ø 8 mm auf und arbeitet auf Stahl und Edelstahl. Ihr Gewicht von 10,4 kg und das kompakte Format machen sie ideal für Feldinstallationen, Wartung oder Arbeiten in der Höhe, wo ein Kabel unpraktisch ist.

Baureihe LBH — Kurzlichtbogen

Drei Modelle für das Kurzlichtbogen-Verfahren: der LBH 410 (400 A, Ø 2–8 mm), der LBH 710 (680 A, Ø 2–10 mm, mit Option für Schutzgas und Automatikmodul) und der LBH 910 (900 A, Ø 2–12 mm). Alle arbeiten mit dreiphasiger 400-V-Versorgung. LBH 710 und LBH 910 unterstützen zusätzlich das Verfahren mit Keramikring in denselben Durchmessern, was sie zu Mischgeräten macht, wenn die Anwendung es erfordert.

Baureihe PRO-S / PRO-I — Lichtbogen mit Keramikring (Inverter)

Für die größten Durchmesser oder Anlagen, die Mobilität erfordern. Der PRO-S 600 ist das einzige einphasige Gerät dieser Baureihe (230 V), mit einstellbarem Strom von 100 bis 400 A und Bolzen bis Ø 6 mm: ein kompaktes Gerät mit 13 kg, geeignet für Feld und Werkstatt. Die dreiphasigen Modelle PRO-I 1300, PRO-I 2200 und PRO-I 2800 skalieren die Leistung bis 3.150 A und Ø 25 mm, mit einem breiten Versorgungsbereich (320–495 V), der sie mit Generatoren und langen Kabeln kompatibel macht. Das System PowerPackage ermöglicht das Koppeln von Einheiten, um kombiniert über 3.150 A hinauszugehen.

Zusammenfassung

Das Bolzenschweißen deckt den Anwendungsbereich ab, in dem Klebstoff die dauerhafte Kennzeichnung nicht garantieren kann: hohe Temperatur, Vibration, raue oder verschmutzte Oberflächen sowie langlebige Anlagen, bei denen das Schild erneuert werden muss, ohne den Untergrund zu beeinträchtigen. Die Wahl der Technologie reduziert sich auf drei Variablen: den benötigten Bolzendurchmesser, die Dicke des Untergrunds und das Grundmaterial. Für Bolzen von Ø 2–10 mm auf Blech — die häufigste Anwendung in der Industriekennzeichnung — sind Kondensatorentladungsgeräte (Baureihe LBS oder PRO-C) die erste Wahl. Für größere Bolzen oder dickere Untergründe bieten der Kurzlichtbogen (Baureihe LBH) oder der Lichtbogen mit Keramikring (Baureihe PRO-I) die nötige Durchdringung und Leistung.

Falls Sie Beratung dazu benötigen, welches Modell am besten zu Ihrem Untergrund, Bolzendurchmesser und Produktionsvolumen passt, teilen Sie uns die Details mit — wir beraten Sie unverbindlich.