Reparaturschweißen – wirtschaftliche Instandsetzung beschädigter Bauteile

Reparaturschweißen – wirtschaftliche Instandsetzung beschädigter Bauteile

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Reparaturschweißen bringt beschädigte Bauteile wieder in einen einsatzfähigen Zustand. Statt ein Bauteil zu ersetzen, wird die beschädigte Stelle per Auftragschweißen instand gesetzt. Risse, Brüche und Ausbrüche werden schweißtechnisch geschlossen, sodass das Bauteil seine ursprüngliche Funktion wieder erfüllt.

capilla setzt Bauteile seit vielen Jahren schweißtechnisch instand, zunehmend mit Unterstützung von Sensorik und 3D-Technik. Diese Verbindung aus Schweißtechnik und digitaler Bauteilanalyse gehört in der vorbeugenden Instandhaltung zum Stand der Technik. Für Betreiber von Bestandsmaschinen ist Reparaturschweißen eine wirtschaftliche Alternative zur Neubeschaffung: Bauteile bleiben länger im Einsatz, und Reparaturen lassen sich planen und in Revisionszeiträume einordnen.

Vorteile des Reparaturschweißens

Ob sich Reparaturschweißen gegenüber einer Neubeschaffung lohnt, entscheidet sich an mehreren Punkten zugleich: an den Kosten, an der Planbarkeit und an der Qualität der aufgetragenen Schicht. capilla setzt das Verfahren weitgehend automatisiert und prozessgesteuert ein. Daraus ergeben sich die folgenden sechs Vorteile.


                                        Geringere Kosten als eine Neubeschaffung

Geringere Kosten als eine Neubeschaffung

Ein Reparaturschweißen kostet in der Regel 20 bis 60 Prozent dessen, was ein vergleichbares Neuteil kosten würde. Der Grund liegt darin, dass der Grundkörper des Bauteils erhalten bleibt und nur die verschlissenen Funktionsflächen neuen Werkstoff erhalten. Material, Fertigung und Bearbeitung fallen damit nur für den tatsächlich abgetragenen Bereich an, nicht für das gesamte Bauteil.


                                        Planbare Instandsetzung in Revisionszeiträumen

Planbare Instandsetzung in Revisionszeiträumen

Reparaturschweißen ist keine Notfallmaßnahme, sondern lässt sich vorausschauend einplanen. Da der Verschleiß eines Bauteils messbar ist, kann die Instandsetzung in ohnehin vorgesehene Revisionszeiträume gelegt werden. Der Stillstand der Anlage wird damit kalkulierbar, ungeplante Ausfälle treten seltener auf.


                                        Hohe Reproduzierbarkeit durch automatisierte Beschichtung

Hohe Reproduzierbarkeit durch automatisierte Beschichtung

Die automatisierte und prozessgesteuerte Schichtauftragung liefert von Bauteil zu Bauteil gleichbleibende Ergebnisse. Diese Reproduzierbarkeit erhöht die Verlässlichkeit der Instandsetzung und verkürzt zugleich die Bearbeitungszeiträume, da der Prozess ohne manuelle Nachjustierung durchläuft. In der Regel ergeben sich daraus kürzere Lieferzeiten als bei einer Neubeschaffung.


                                        Geringe Aufmischung mit dem Grundwerkstoff

Geringe Aufmischung mit dem Grundwerkstoff

Automatisierte und prozessgesteuerte Auftragungen durch Laserschweißen, PTA sowie WIG-Schweißen mit Kalt- und Heißdraht zeichnen sich durch eine geringe Aufmischung mit dem Grundwerkstoff aus. Sie liegt in der Regel unter fünf Prozent und damit deutlich niedriger als bei klassischen Massiv-, Band- oder Fülldraht-Beschichtungen. Eine geringe Aufmischung bedeutet, dass die aufgetragene Schicht ihre vorgesehenen Eigenschaften behält, statt durch den Grundwerkstoff verdünnt zu werden. Häufig werden die geforderten Eigenschaften und die geforderte Härte bereits in der ersten Lage erreicht.


                                        Endkonturnaher Auftrag mit reduzierter Nacharbeit

Endkonturnaher Auftrag mit reduzierter Nacharbeit

Über die zur Verfügung stehenden Techniken und Optiken lässt sich eine hohe Konturgenauigkeit erreichen. Funktionsschichten können bei Bedarf bereits sehr endkonturnah aufgetragen werden, sodass die aufwendige und kostenintensive Nacharbeit durch Zerspanen, Schleifen oder Diamantschleifen oft entfällt oder geringer ausfällt. Das verkürzt die Durchlaufzeit der Instandsetzung zusätzlich.


                                        Gezielter Verschleißschutz mit anpassbarem Schweißzusatzwerkstoff

Gezielter Verschleißschutz mit anpassbarem Schweißzusatzwerkstoff

Schweißzusatzwerkstoffe und Karbidanteile lassen sich nach Bedarf mischen, reduzieren oder erhöhen und so an die jeweilige Beanspruchung des Bauteils anpassen. Bauteile wie Schneckenwellen oder Schneckenpressen, die im Prozess unterschiedlich stark belastet sind, werden dadurch genau dort geschützt oder aufgewertet, wo Abrasion, Adhäsion, Oberflächenzerrüttung oder Korrosion am stärksten auftreten.

Lasergestützte Reparatur von Gussgehäusen

Risse und Brüche an Gussgehäusen führen häufig zum Austausch kompletter Komponenten. Mit dem Laserdrahtverfahren lassen sich beschädigte Bereiche präzise und mit geringem Wärmeeintrag instand setzen. Das reduziert Stillstandszeiten, spart Ersatzteilkosten und verlängert die Lebensdauer hochwertiger Bauteile.

Vorher
Nachher
Vorher Nachher

Vorher

Das Gussgehäuse war durch einen Riss beschädigt. Ein Austausch des kompletten Bauteils hätte hohe Kosten und lange Lieferzeiten verursacht.

Nachher

Der Riss wurde vorbereitet und mittels Laserdraht präzise verschweißt. Durch den geringen Wärmeeintrag bleiben Verzug und Gefügeveränderungen auf ein Minimum reduziert.

Ergebnis

Das Bauteil konnte wirtschaftlich instand gesetzt und wieder eingesetzt werden. Hohe Ersatzteilkosten, lange Stillstandszeiten und der Austausch des Gussgehäuses wurden vermieden.

So läuft das Reparaturschweißen ab

Reparaturschweißen folgt bei capilla einem festen Ablauf, der die Bauteilanalyse, die eigentliche Schichtauftragung und die abschließende Dokumentation verbindet. Die digitale Erfassung am Anfang stellt sicher, dass der Werkstoff nur dort aufgetragen wird, wo er tatsächlich gebraucht wird.

1. Prüfung und Vermessung

Zunächst prüfen wir das verschlissene Bauteil. Dazu gehört die Materialzusammensetzung von Grundkörper und Beschichtung, ermittelt über Werkstoffzeugnis oder Spektralanalyse, sowie die Kontrolle von Abmaßen wie Bohrungen, Passungen und Konturen per 3D-Scan.

2. Ist/Soll-Abgleich

Der 3D-Scan wird mit der Soll-Geometrie abgeglichen, entweder anhand eines vorhandenen STP-Modells oder eines früheren Scans desselben Bauteils. Eine Software legt beide Datensätze übereinander und wertet sie aus. Das Ergebnis ist ein Fehlfarbenbild, das die Verschleißrate sichtbar macht.

3. Flächenauswahl

Auf Basis der Auswertung werden die zu beschichtenden Funktionsflächen oder die besonders beanspruchten Verschleißbereiche festgelegt. So wird gezielt nur dort gearbeitet, wo Verschleiß tatsächlich auftritt.

4. Beschichten

Anschließend wird das Bauteil aufgearbeitet. Per Auftragschweißen ersetzen wir abgetragenes Material durch eine neue Funktionsschicht. Ob der Auftrag manuell oder vollautomatisch über eine Bahnprogrammierung erfolgt, hängt vom jeweiligen Bauteil ab.

Gängige Schweißverfahren für das Reparaturschweißen

Welches Schweißverfahren beim Reparaturschweißen zum Einsatz kommt, hängt vom Bauteil, vom Werkstoff und von der geforderten Funktionsschicht ab. Wir setzen mehrere Verfahren ein und wählt für jede Instandsetzung das passende aus. Die folgenden Gruppen zeigen, wodurch sie sich unterscheiden.

Laserschweißen mit Pulver oder Draht

Beim Laserschweißen dient ein gebündelter Laserstrahl als Energiequelle, der den Zusatzwerkstoff und eine dünne Schicht des Grundwerkstoffs aufschmilzt. Der Zusatzwerkstoff wird je nach Verfahren als Pulver oder als Draht zugeführt. Der eng begrenzte Energieeintrag führt zu einer geringen Aufmischung mit dem Grundwerkstoff und einer schmalen Wärmeeinflusszone, was das Verfahren für endkonturnahe Funktionsschichten und filigrane Bereiche eignet.

Laserschweißen mit Pulver oder Draht

Laserschweißen mit Pulver oder Draht

Plasma- und PTA-Auftragschweißen

Beim Plasma-Auftragschweißen, einschließlich des Plasma-Pulver-Auftragschweißens (PTA), erzeugt ein eingeschnürter Lichtbogen ein Plasma mit hoher Energiedichte. Der pulverförmige Zusatzwerkstoff wird in diesem Plasma aufgeschmolzen und als Schicht aufgetragen. Das Verfahren verbindet eine geringe Aufmischung mit einer stabilen, gut steuerbaren Schichtbildung und wird häufig für verschleißbeständige Panzerungen genutzt.

Plasma- und PTA-Auftragschweißen

Plasma- und PTA-Auftragschweißen

WIG-Schweißen mit Kalt- und Heißdraht

Beim WIG-Schweißen brennt ein Lichtbogen zwischen einer nicht abschmelzenden Wolframelektrode und dem Bauteil, ein inertes Schutzgas schirmt das Schmelzbad ab. Der Zusatzwerkstoff wird als Draht zugeführt, entweder kalt oder als vorgewärmter Heißdraht, was die Auftragsleistung erhöht. WIG-Schweißen erlaubt eine präzise, gut kontrollierbare Schichtauftragung und eignet sich für Bauteile, bei denen ein sauberes, kontrolliertes Schmelzbad gefordert ist.

WIG-Schweißen mit Kalt- und Heißdraht

WIG-Schweißen mit Kalt- und Heißdraht

MIG- und MAG-Schweißen

Beim MIG- und MAG-Schweißen wird ein endlos zugeführter Draht als abschmelzende Elektrode genutzt, ein Schutzgas deckt das Schmelzbad ab. Beide Verfahren ermöglichen eine hohe Auftragsleistung und eignen sich, wenn größere Flächen oder größere Materialmengen wirtschaftlich aufgetragen werden sollen. Ergänzend zum Auftragschweißen kann capilla bei komplexen Geometrien oder dringend benötigten Bauteilen auch den 3D-Druck einsetzen, um signifikante Bauteile kurzfristig artgleich herzustellen, wenn ein Originalteil nicht rechtzeitig zu beschaffen ist.

MIG- und MAG-Schweißen

MIG- und MAG-Schweißen

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Wir unterstützen Sie bei der Auswahl des richtigen Reparaturverfahrens für Ihr beschädigtes Bauteil.



                                Der richtige Schweißzusatz entscheidet über den Reparaturerfolg

Der richtige Schweißzusatz entscheidet über den Reparaturerfolg

Beim Reparaturschweißen ist die Wahl des Zusatzwerkstoffs entscheidend. Er muss auf den Grundwerkstoff abgestimmt sein und die geforderte Belastbarkeit der reparierten Stelle sicherstellen.

capilla bietet Schweißzusätze für unterschiedlichste Reparaturanwendungen – von Standardstählen über Gusswerkstoffe bis hin zu hochlegierten Sonderwerkstoffen.

Zu den Schweißzusätzen

Weitere Lösungen für Instandsetzung und Fertigung

Reparaturschweißen ist eine von mehreren Strategien für den Erhalt von Bauteilen. Unsere Leistungen ergänzen sich und ermöglichen die gezielte Auswahl des richtigen Ansatzes.

Verschleißschutz & Auftragschweißen

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Instandsetzung und Vergütung von Bauteilen zur Erhöhung von Standzeit und Widerstandsfähigkeit.
 Für Anwendungen mit hoher mechanischer Belastung und Abrasion.

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RetroFit

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Bestehende Bauteile gezielt weiterentwickeln und an neue Anforderungen anpassen.
 Für bessere Performance, längere Standzeiten und höhere Wirtschaftlichkeit.

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Additive Neufertigung / 3D Druck

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Bauteile mit Lasertechnologie gezielt aufbauen und optimieren.
 Für Anwendungen, die mit klassischen Verfahren nicht abbildbar sind.

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Ersatz- und Verschleißteile

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Optimierte Komponenten für stark beanspruchte Anwendungen.
 Für geringeren Verschleiß und reduzierte Ausfälle im Betrieb.

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Beschichtung und Bauteilfertigung – neu gedacht

Im Laser-Kompetenz-Zentrum bündelt capilla moderne Technologien für Beschichtung und Bauteilfertigung.

Hier entstehen Reparatur- und Instandsetzungslösungen, die über klassische Schweißverfahren hinausgehen. Bauteile werden gezielt vergütet, verstärkt oder vollständig neu aufgebaut.

Das ermöglicht Komponenten, die in dieser Form mit herkömmlichen Ansätzen nicht realisierbar sind.

Mehr über das capilla LKZ

Häufige Fragen zum Reparaturschweißen

Reparaturschweißen ist wirtschaftlich, sobald der Grundkörper eines Bauteils intakt ist und nur einzelne Funktionsflächen verschlissen sind. In der Regel liegen die Kosten bei 20 bis 60 Prozent einer vergleichbaren Neubeschaffung, da nur der abgetragene Bereich neuen Werkstoff erhält. Hinzu kommt, dass sich die Instandsetzung in geplante Revisionszeiträume legen lässt.

capilla prüft anhand der Bauteilanalyse, ob ein Reparaturschweißen im konkreten Fall die sinnvollere Lösung ist.

Geeignet sind verschleißbeanspruchte Bauteile aus der Förder-, Zerkleinerungs-, Recycling-, Separations-, Schüttgut- und Pumpentechnik, etwa Schneckenwellen, Schneckenförderer, Schneckenpressen und Schneckenpumpen. Maßgeblich ist nicht die Bauteilgröße, sondern dass der Verschleiß auf abgrenzbare Funktionsflächen begrenzt ist.

capilla setzt das Reparaturschweißen branchenübergreifend an solchen Bauteilen ein.

Das Bauteil wird per 3D-Scan erfasst und seine IST-Geometrie mit der SOLL-Geometrie verglichen, entweder gegen ein Konstruktionsmodell oder gegen einen früheren Scan im Neuzustand. Aus dem Abgleich entsteht ein Fehlfarbenbild, das die Verschleißrate flächig sichtbar macht.

capilla nutzt diese Analyse als Grundlage, um den Werkstoffauftrag genau auf die verschlissenen Bereiche zu begrenzen.

Das hängt von Bauteil, Werkstoff und geforderter Funktionsschicht ab. Zur Verfügung stehen unter anderem Laserschweißen mit Pulver oder Draht, Plasma- und PTA-Auftragschweißen, WIG-Schweißen mit Kalt- und Heißdraht sowie MIG- und MAG-Schweißen. Für jedes Verfahren gibt es Bauteile, bei denen es seine Stärken ausspielt, etwa eine geringe Aufmischung oder eine hohe Auftragsleistung.

Sobald ein Bauteil eine sicherheitsrelevante Funktion trägt, etwa tragende Teile, Druckbehälter oder Komponenten im Schienenfahrzeugbau, unterliegt das Reparaturschweißen festen regulatorischen Vorgaben. Solche Arbeiten dürfen in der Regel nur von Fachbetrieben mit entsprechender Schweißzertifizierung und von qualifiziertem Schweißpersonal ausgeführt werden. Maßgeblich sind dafür Normen wie die DIN EN ISO 3834 zu den Qualitätsanforderungen beim Schmelzschweißen oder die DIN EN 15085 für das Schweißen von Schienenfahrzeugen. Auch im Fahrzeugbereich ist Vorsicht geboten: Unsachgemäße Schweißarbeiten an tragenden Teilen können die Betriebserlaubnis und den Versicherungsschutz gefährden.

capilla ordnet vor jeder Instandsetzung ein, welche Anforderungen für das jeweilige Bauteil gelten, und stimmt das Reparaturschweißen darauf ab.

Eine aufgetragene Funktionsschicht kann die Eigenschaften des Originals erreichen und an hochbeanspruchten Stellen sogar übertreffen, weil sich der Zusatzwerkstoff gezielt an die Beanspruchung anpassen lässt. Über Karbidanteile und die Mischung des Schweißzusatzwerkstoffs wird die Schicht auf Abrasion, Adhäsion oder Korrosion abgestimmt.

Ja. Da Verschleiß im Betrieb wiederkehrt, kann ein Bauteil mehrfach aufgearbeitet werden, in der Regel im Rhythmus geplanter Revisionen und nach einer zuvor vereinbarten Verschleißrate. Ein nach der Instandsetzung erstellter 3D-Scan dient dabei als Referenz für die nächste, automatisierte Aufarbeitung.