Reduzierung des Energieverbrauchs bei Ihren Schweißarbeiten


Drei einfache Möglichkeiten, um den Energieverbrauch bei Ihren Schweißarbeiten zu reduzieren
Matt Albright, Produktmanager, The Lincoln Electric Company

 

Viele Fertigungsbetriebe stehen vor einer gewaltigen Herausforderung: nämlich dem Betrieb einer Produktionslinie, die nicht nur pünktlich und innerhalb des Budgets Qualitätsprodukte erstellt, sondern auch verschiedene Anforderungen an Energieeffizienz und Einsparungen erfüllt. Schweißarbeiten in einer Fertigungsanlage bilden da keine Ausnahme. Für Schweißarbeiten wird in den USA tatsächlich jedes Jahr Strom im Wert von mindestens 15 Millionen USD verbraucht – und für etwa 99 Millionen USD weltweit.

 

Moderne Produktionsumgebungen benötigen ein energieffizientes, zuverlässiges Schweißprogramm, das nicht nur mit mehreren Prozessen hochwertige Schweißnähte erstellt, sondern auch Betriebs- und Stromkosten einspart. Wenn Sie bereit sind, die Gesamteffizienz zu steigern und den Energiebedarf der Schweißarbeiten in Ihrem Unternehmen zu reduzieren, so sollten Sie diese drei einfachen Schritte befolgen: 

1) Bewerten Sie die Effizienz Ihrer vorhandenen Maschinen
Werfen Sie einen kritischen Blick auf Ihre Schweißwerkstatt und bestimmen Sie einen Zeitpunkt für entscheidende Aufrüstungen, mit denen die allgemeine Produktivität und Qualität sowie die Energieeffizienz gesteigert werden können.
 Drei einfache Möglichkeiten, um den Energieverbrauch bei Ihren Schweißarbeiten zu reduzieren

 

 

Drei einfache Möglichkeiten, um den Energieverbrauch bei Ihren Schweißarbeiten zu reduzieren Schweißmaschinen bilden da keine Ausnahme, denn sie können ein großer Stromverbraucher in der Werkstatt sein. Anstatt auf das alte Sprichwort: "Wenn es nicht kaputt ist, repariere es nicht." zu setzen, fragen Sie sich doch eher: "Werden Energieeinsparungen und Effizienz durch unsere aktuellen Schweißstromquellen optimiert?"

Die Wahrscheinlichkeit dafür ist nicht groß, wenn sie älter als fünf Jahre sind. Selbst wenn sie noch wie neu funktionieren, fehlen den älteren Schweißstromquellen die energiesparenden Merkmale neuer Technologien. Obwohl die Kosten einer Modernisierung anfangs ein wenig einschüchternd wirken mögen, kann sich diese Modernisierung schneller amortiesieren als Sie denken.

Modernste Schweißstromquellen bieten viele Vorteile in der Fertigung – von erhöhter Nahtqualität über Abschmelzleistung bis zu einer gesteigerten Energieeffizienz. Ebenso gibt es neue, softwaregesteuerte Produktionsüberwachungsfunktionen.

Wenn Sie feststellen wollen, ob Ihre vorhandenen Maschinen Ihre Marge beeinträchtigen, gehen Sie bitte folgendermaßen vor:

 Schritt 1 – Berechnen der Lichtbogenleistung
Nehmen Sie die Schweißspannung, die auf Ihrer Schweißstromquelle in Volt angegeben wird, und multiplizieren Sie sie mit dem Schweißstrom, der auf der Stromquelle in Ampere angegeben wird. Das Produkt wird als Lichtbogenleistung bezeichnet.

 

 

Schritt 2 – Berechnen der Eingangsleistung
Dividieren Sie die Lichtbogenleistung durch den Wirkungsgrad der Stromquelle, die vom Schweißmaschinenhersteller angegeben wird, um die Eingangsleistung in Kilowatt (kW) zu erhalten.

 

Schritt 3 – Berechnen der täglichen Betriebskosten während des Schweißens
Um die an einem Tag verbrauchten Kilowattstunden zu berechnen, multiplizieren Sie die Eingangsleistung mit der Zeit in Stunden, in der ein Lichtbogen pro Tag brennt. Nehmen Sie nun dieses Ergebnis und multiplizieren Sie sie mit dem Preis einer Kilowattstunde.

Schritt 4 – Berechnen der täglichen Betriebskosten während des Leerlaufs
Suchen Sie jetzt die Eingangsleistung Ihrer Stromquelle im Leerlauf auf dem Typenschild oder in der Betriebsanleitung. Diese Leistung wird in Watt angegeben.

Multiplizieren Sie diesen Wert mit der Anzahl der Leerlaufstunden unddividieren durch 1000. Multiplizieren Sie das dann mit dem Preis pro Kilowattstunde Strom.

 Schritt 5 – Berechnen der Gesamtbetriebskosten
Nehmen Sie die in Schritt 3 ermittelten täglichen Betriebskosten während des Schweißens und addieren Sie die täglichen Betriebskosten für Leerlaufzeiten, die in Schritt 4 berechnet wurden. Die Summe entspricht den täglichen Betriebskosten in Dollar.

 Drei einfache Möglichkeiten, um den Energieverbrauch bei Ihren Schweißarbeiten zu reduzieren
Durch Vergleich dieser Summe für eine ältere Schweißstromquelle mit den geschätzten täglichen Betriebskosten einer neueren, effizienteren Stromquelle können Sie leicht feststellen, welche Maschine Kosteneinsparungen und eine ultimative Rendite bieten wird.

 

 

2) Ziehen Sie den Wechsel auf Inverter-Technologie in Betracht
Mit inverterbasierten Stromquellen können Hersteller mehr Leistung aus moderner Leistungselektronik nutzen, was zu einem besseren Verhältnis von Leistung und Größe führt. Diese Modelle ermöglichen zudem einen reibungslosen Betrieb mit größerer Effizienz als viele ältere, konventionelle Schweißstromquellen.

 

Früher basierten Schweißstromquellen auf konventionellen Transformatoren. Die Schweißstromquelle wurde in der Regel mit  1~ 230V oder 3~ 400 V, 50 Hz Netzspannung und relativ geringen Primärströmen versorgt. Ein großer Transformator wandelte die relativ hohe Netzspannung in eine niedrigere Spannung, wobei der Strom im Verhältnis größer wurde. Die Spannung wurde anschließend zum Schweißen gleichgerichtet. Die Leistungsregelung war vergleichsweise langsam oder erfolgte sogar nur primärseitig durch Stufenschalter.

Ältere, auf dieser Technologie basierende industrielle Stromquellen sind in der Regel schwer und groß. Sie haben ein Gewicht von 200 kg oder mehr. Sie neigen alle dazu, sich während des Betriebs aufzuheizen, und wegen der ineffizienten Steuerung sind nicht mehr als 100 Impulse pro Sekunde möglich.

 Drei einfache Möglichkeiten, um den Energieverbrauch bei Ihren Schweißarbeiten zu reduzieren

 

 

Drei einfache Möglichkeiten, um den Energieverbrauch bei Ihren Schweißarbeiten zu reduzieren  Mit Inverter-Technologie wird die eingehende 50-Hz-Spannung zuerst gleichgerichtet und dann in den das Inverter-Leistungsteil der Stromquelle eingespeist, in dem sie mit leistungselektronischen Halbleiterelementen bei Frequenzen von bis zu 120.000 Hz ein- und ausgeschaltet wird. Diese hohe Spannung mit hoher Frequenz wird dann im Haupttransformator in eine zum Schweißen geeignete Spannung gewandelt.

 

Einige der neuesten Schweißstromquellen mit 650 Ampere bei 100 Prozent Einschaltdauer und einem Leistungsbereich von 10 bis 815 Ampere wiegen nur etwas mehr als 80 kg, während eine einzelne konventionelle Stromquelle mit ähnlicher Stromstärke mehr als 350 kg wiegt. Die neuen Inverter haben auch einen deutlich geringeren Platzbedarf als konventionelle Schweißstromquellen.

Inverter haben zudem einen erweiterten Eingangsspannungsschutz – ein Muss für den Hochleistungseinsatz auf Baustellen, auf denen die Stromversorgung der Schweißstromquelle nicht immer unbedingt robust oder zuverlässig, vielleicht sogar unberechenbar ist. Lincoln Electric hat mit einigen großen Endkunden die neueste Invertertechnologie entwickelt, so dass selbst eingehende Spannungsspitzen von 1000 Volt im Betrieb überstanden werden. Deren Schweißmaschinen haben diese Belastung schadlos überlebt und konnten weiter betrieben werden.

Tragbare, leichte und inverterbasierte Schweißstromquellen bieten präzise Lichtbogenzündeigenschaften und eine erweiterte Steuerung, damit Schweißer die gewünschten Parameter fein abstimmen können. Die Technologie hinter diesen Geräten bietet Anwendern eine Stromquelle, die MIG/MAG-, Fülldraht-, Elektroden-, und WIG-Schweißen über einen sehr großen Leistungsbereich ausführen kann, nicht zu vergessen Fugenhobeln und sogar CV-Unterpulverschweißen.

 

Die neu konstruierten Inverter-Modelle von heute bieten Multiprozess-Schweißfunktionen, bieten eine höhere Lichtbogendynamik, einen gleichmäßigen, stabilen Lichtbogen und ein konsistentes Nahtaussehen. Das ermöglicht bereits beim ersten Mal hochwertige Schweißnähte, was sonst notwendige Nacharbeiten überflüssig macht und die Ausschussmenge verringert.

 

3) Engmaschige Überwachung von Produktion und Effizienz der Werkstatt
Als weitere Möglichkeit, um Energieeffizienz, Produktivität und Qualität zu überwachen, bietet sich die Einführung einer Produktionsüberwachung für Ihre Schweißarbeiten an. Die neuesten Schweißstromquellen ermöglichen eine Datenerfassung durch besondere Schweißdatenerfassungswerkzeuge an, mit denen Schweißleistung, Maschinenzustand und Effizienz überwacht werden können.

 

Diese Werkzeuge bieten einen unmittelbaren, benutzerfreundlichen Zugang zu einer breiten Palette von Überwachungsdaten zum Schweißlichtbogen, damit Anwender die Einhaltung der Verfahren nachweisen und prüfen können. Diese Überprüfung schließt Strom- und Spannungsinformationen sowie‚True Energy™ und Streckenenergie mit ein. Das gilt vor allem für Anwendungen, bei denen die Streckenenergie protokolliert werden muss. Diese Geräte verfügen über moderne digitale Steuerungen, um Lichtbogenparameter mit extrem hohen Geschwindigkeiten zu erfassen und auf diese Weise konsistente und zuverlässige Statistiken bereitzustellen.

Moderne Datenüberwachungs- und -aufzeichnungslösungen verwenden heute "Cloud-" und SaaS-Technologien (Software-as-a-Service). Es ist keine Computer-Hardware erforderlich – Das spart sowohl Kapitalausgaben als auch Energie, um diese Geräte zu betreiben – und die Informationen des Schweißers können überall, jederzeit und mit jedem beliebigen internetfähigen Gerät eingesehen werden, ohne dass eine besondere Software erforderlich wäre.

Mit SaaS wird das Softwareprogramm nicht – wie konventionell lizenzierte Software – auf einem Client-Computer oder Server installiert, sondern auf einem entfernt gelegenen Server gehostet und ist über das Internet für einen Client zugänglich. Mit SaaS sind die Einrichtungskosten aufgrund des Abonnement-Preismodells minimal. Die Umsetzung erfolgt schnell und Software-Upgrades sind sehr einfach.

Drei einfache Möglichkeiten, um den Energieverbrauch bei Ihren Schweißarbeiten zu reduzieren 
Die AlwaysOn™ Alarmsysteme in den neuesten Überwachungsprogrammen können Schweißer- und Maschinenfehler verfolgen und analysieren. Damit können Sie selbst dann auf Probleme hingewiesen werden, selbst wenn Sie gar nicht in der Werkstatt sind. Diese Funktion ermöglicht Ihnen Zugriff auf Ihre Schweißerdaten – jederzeit und von überall. Damit erhalten Sie 24/7-Produktions- und Effizienzstatistiken, die für unternehmerische Entscheidungen und Einsparungen von entscheidender Bedeutung sein können.

 

Energieeinsparungen: einfacher, als Sie denken
Obwohl die Vorstellung, Schweißarbeiten und -ausrüstung überarbeiten bzw. erneuern zu müssen, um dringend benötigte Energieeinsparungen zu erreichen, zunächst eine große Herausforderung zu sein scheint, können bereits wenige einfache Änderungen einen Unterschied ausmachen.
 
Alle Fertigungsstätten sind verschieden. Somit haben zwei Stätten niemals den gleichen Energieverbrauch für Schweißarbeiten. Um Einsparungen zu erreichen, ist die sorgfältige Bewertung von Strombedarf und -verbrauch der erste Schritt. Danach können Sie entscheiden, Ihre Schweißmaschinen auf eine Weise aufzurüsten, zu optimieren und zu überwachen, die den Bedürfnissen Ihrer Werkstatt und den insgesamt anvisierten Einsparungszielen am besten entspricht.

AlwaysOn™ ist ein eingetragenes Markenzeichen der I/Gear Online, LLC