TL;DR – Was Sie wissen müssen
- Reibgeschweißte Wellenbaugruppen entfernen den Zahnhals der Keilwelle. Das ist die häufigste Ursache für Materialermüdung bei Hochleistungspumpenmotoren, die in Baggern, Betonpumpen und Untertagebaugeräten eingesetzt werden.
- Die geschmiedete Verbindung erreicht 95 bis 100 Prozent der Zugfestigkeit des Grundwerkstoffs. wenn die Parameter gemäß AWS C6.2/C6.2M eingestellt sind (Schmiededruck 120 bis 230 MPa, Reibgeschwindigkeit 900 bis 2000 U/min).
- Die von uns belieferten Baumaschinenhersteller haben die Fertigung der meisten Pumpenmotorwellenbaugruppen auf Reibschweißen umgestellt. weil die Schweißverbindung Stoßbelastungen und Fehlausrichtungen standhält, die Keilwellenverzahnungen beschädigen würden.
- JEC produziert reibgeschweißte Pumpenmotorwellen aus AISI 1045, 40Cr, 42CrMo, AISI 4140 und AISI 4340. mit Durchmessern von 20 mm bis 200 mm und Längen bis 1500 mm, gemäß den Qualitätsmanagementsystemen ISO 9001 und IATF 16949.
Ich erinnere mich noch gut an das erste Mal, als uns ein deutscher Baumaschinenhersteller eine gebrochene Pumpenmotorwelle zur Schadensanalyse schickte. Wir öffneten den Karton auf unserem Prüfstand, und die Welle war sauber durch den Keilwellenfuß gebrochen, etwa 12 mm von der Stelle entfernt, an der der Keilwellenfuß auf den Wellenkörper trifft. Die Bruchfläche wies typische Ermüdungserscheinungen auf: Bruchmarken, die von einer einzelnen Zahnecke ausgingen, mit einem abschließenden Überlastungsbereich, der etwa 10 Prozent des Querschnitts einnahm, bevor die Welle vollständig brach. Der Pumpenmotor hatte zum Zeitpunkt des Ausfalls etwa 2.800 Betriebsstunden. Der Kunde hatte zwei Möglichkeiten: die Reparatur mit einer neuen Welle oder die Reparatur mit einer reibgeschweißten Wellenverbindung. Er entschied sich für die Schweißverbindung, und ab diesem Zeitpunkt begann ich, der Fehlersuche besondere Aufmerksamkeit zu schenken. Reibgeschweißte Wellenbaugruppen Für Anwendungen mit Hochleistungspumpenmotoren. Seitdem haben wir unser Programm für reibgeschweißte Pumpenmotorwellen kontinuierlich optimiert und betrachten es heute als unsere ausgereifteste Schweißproduktlinie. Wir fertigen diese Wellen täglich, liefern sie an OEM-Kunden in Europa, Nordamerika und Asien und garantieren die Leistungsfähigkeit jedes einzelnen Schweißzyklus.
Im Folgenden werden die technischen Gründe für diese Wahl dargelegt – der zugrunde liegende Fehlermodus, der Verbindungsprozess zur Behebung des Problems, der mechanische Vergleich, der dies beweist, und die Beschaffungskriterien, die Ihr Team bei der Auswahl eines solchen Bauteils anwenden sollte. Lieferant von reibgeschweißten Wellen für Baumaschinen-Schacht-OEM Anwendungsbereiche. In meiner Arbeit mit europäischen und nordamerikanischen Pumpenmotorenkunden im letzten Jahrzehnt habe ich diese Entwicklung auch bei Baggerplattformen, Betonpumpenflotten und Untertagebaubaggern beobachtet. Mittlerweile liefern wir von unserem Werk in Ningbo aus mehr reibgeschweißte als verzahnte Pumpenmotorwellen aus, und dieser Wandel vollzog sich schneller als erwartet.
Der Ausfall der Keilwellenverbindung, der einen Pumpenmotor einer Baumaschine außer Betrieb setzte
Eine Keilwellenverbindung ist definitionsgemäß eine Unterbrechung der Welle. Man schneidet Zähne in ein Teil, räumt Zähne in das Gegenstück, verschiebt die Teile zusammen und verlässt sich dabei darauf, dass ein kleiner Teil des Querschnitts – die Zahnflanken – das gesamte vom Motor gelieferte Drehmoment in Newtonmetern aufnimmt. Bei einem Hochleistungs-Hydraulikpumpenmotor, der die Haupthydraulikpumpe eines 30-Tonnen-Baggers antreibt, kann dieses Drehmoment während eines kombinierten Hub- und Schwenkzyklus Spitzenwerte von über 1800 Nm erreichen. Der Zahnfuß wird dabei zum am stärksten beanspruchten Element im gesamten Antriebsstrang, und wir haben an realen Keilwellengeometrien, die wir in unserem Labor untersucht haben, Spannungskonzentrationsfaktoren von bis zu 3,4 gemessen.
In unserer Fehleranalyse der letzten zehn Jahre traten an den Keilwellen von Pumpenmotoren, die uns Kunden zur Untersuchung zurücksenden, immer wieder drei Ausfallarten auf. Wenn wir die defekten Wellen im Querschnitt untersuchen, können wir den Bruch fast immer einer dieser drei Kategorien zuordnen:
- Ermüdungsrisse an der Zahnwurzel. Wiederholte Drehmomentzyklen oberhalb der Dauerfestigkeit des Keilwellenmaterials führen zu einem Riss an der Wurzelverzahnung. Aufgrund der Geometrie konzentriert sich die Spannung, wodurch sich der Riss schnell ausbreitet. Sobald er die kritische Länge erreicht hat, bricht die Welle. Dieses Phänomen tritt am häufigsten bei Schwenkmotoren von Baggern und Antriebsmotoren von Betonpumpen auf. Typischerweise erhalten wir das defekte Bauteil mit einer Bruchfläche, die 80 bis 90 Prozent der Ermüdungszone vor der endgültigen Überlastung aufweist.
- Reibverschleiß an der Keilwellenverbindung. Mikroskopisches Gleiten zwischen den Zahnflanken unter wechselnder Last entfernt die schützenden Oxidschichten und beschleunigt den Verschleiß. Nach etwa 1.500 bis 2.500 Betriebsstunden nimmt das Zahnflankenspiel zu, das Tragbild verschiebt sich und die Last verteilt sich auf weniger Zähne. Wir messen die Zunahme des Zahnflankenspiels an zurückgesendeten Wellen und beobachten regelmäßig eine Verdopplung gegenüber dem ursprünglichen Wert innerhalb dieses Betriebsfensters. Die Folge ist eine beschleunigte Ermüdung der nun überlasteten Zähne.
- Biegeermüdung durch Fehlausrichtung. Pumpenmotorgehäuse geben unter Fahrgestellbelastung nach. Die Welle kann dieser Durchbiegung nicht folgen, da die Keilwellenverbindung sie starr in einer Ebene fixiert. Biegespannungen überlagern sich mit Torsionsspannungen, und der Keilwellenfuß – der bereits eine Kerbe darstellt – versagt zuerst. Wir haben diesen Versagensmodus auf verschiedenen Plattformen validiert, indem wir die Gehäusedurchbiegung unter Last gemessen und diese Durchbiegung in ein Finite-Elemente-Modell der Welle einfließen ließen.
Der wirtschaftliche Schaden besteht nicht im Schacht selbst. Er resultiert aus den ungeplanten Ausfallzeiten, dem Flüssigkeitsverlust, dem Gewährleistungsanspruch, dem Kundendiensteinsatz und dem Reputationsschaden für den Originalhersteller. Wir haben erlebt, wie der Ausfall eines einzigen Pumpenmotors an einem hydraulischen Minibagger eine 48-stündige Produktionsunterbrechung auslöste, die den Betreiber mehr kostete als die Kosten für Ersatzschächte für ein ganzes Jahr. reibgeschweißte Wellenbaugruppe Die Verzahnung wird vollständig entfernt. Welle und Endstück bilden ein durchgehendes Stück geschmiedetes Metall, ohne Zähne, ohne Abrundungen und ohne Verschleißstellen.
Warum Baumaschinenhersteller von Keilwellenverbindungen auf reibgeschweißte Wellen umsteigen
Der Wandel ist nicht theoretisch. Wir beobachten ihn an den Produktionslinien der großen Baumaschinenhersteller und ihrer Zulieferer der ersten Ebene, und er wird von vier messbaren Faktoren angetrieben, die in nahezu jeder Designprüfung, an der wir teilnehmen, diskutiert werden.
- Beseitigung der Spannungsspitze. Eine reibgeschweißte Verbindung weist einen gleichmäßigen Übergang des Faserverlaufs von einem Bauteil zum anderen auf, ohne geometrische Diskontinuität. Wir führen für jede neue Schweißverbindungskonstruktion eine Finite-Elemente-Analyse durch und messen dabei durchweg eine Reduzierung der Spitzenspannung um 40 bis 70 Prozent im Vergleich zu einer Keilwellenverbindung mit äquivalenter Drehmomentkapazität.
- Toleranz gegenüber Fehlausrichtungen. Eine geschweißte Baugruppe verhält sich wie ein einzelnes Stahlstück und kann sich daher mit dem Gehäuse biegen, anstatt gegen es zu arbeiten. Bei einem auf einem vibrierenden Chassis montierten Pumpenmotor verlängert diese Flexibilität die Lebensdauer von Lagern und Dichtungen messbar. Wir haben beobachtet, dass sich die Lagerlebensdauer bei Maschinen, die von Keilwellen- auf Schweißbaugruppen umgestellt wurden, um 20 bis 30 Prozent verlängert.
- Gewichts- und Materialeffizienz. Da die Schweißverbindung einen kleineren Durchmesser als eine entsprechende Keilwelle aufweisen kann, spart der OEM oft 5 bis 15 Prozent Masse in der rotierenden Gruppe ein. Wir unterstützen unsere Kunden dabei, diese Einsparungen zu realisieren, indem wir die Optimierung des Verbindungsdurchmessers bereits in der Konstruktionsphase durchführen. Dieser Effekt summiert sich bei Maschinen, die ein Dutzend oder mehr solcher Baugruppen aufnehmen können.
- Prozesswiederholbarkeit. Moderne Reibschweißmaschinen erfassen jeden Zyklusparameter – Reibdruck, Schmiededruck, Drehzahl, Zeit, Stauchlänge – anhand einer Seriennummer. Bei einem Kundenaudit können wir die digitalen Schweißdaten für jede Welle abrufen, die der OEM jemals erhalten hat. Dies haben wir bereits mehrfach im Rahmen von Lieferantenqualifizierungsaudits getan. Diese Rückverfolgbarkeit ist bei mechanischen Verbindungen deutlich schwieriger zu erreichen, da Anzugsmoment, Verzahnungsspiel und Schmierzustand Variablen sind, die sich nach Verlassen unseres Versandlagers verändern können.
Innerhalb unseres Kundenstamms stellt das Segment Baumaschinen mittlerweile den größten Einzelanteil dar. Schweißschacht Wir verzeichnen einen Anstieg der Aufträge, sowohl im Automobilsektor als auch in der allgemeinen Industrie. Die meisten dieser Aufträge betreffen reibgeschweißte Baugruppen für Pumpenmotoren, Schwenkmotoren und Lüfterantriebsmotoren, die in Baggern, Radladern und Betonpumpen eingesetzt werden. Diese Entwicklung führen wir auf dieselben Faktoren zurück, die wir auch in Kundengesprächen zur Konstruktionsprüfung hören: Die Schweißverbindung ist dauerhaft, sie ist so fest wie das Grundmaterial, und wir können jeden Parameter jedes Zyklus dokumentieren.
Das Reibschweißverfahren – Wie die Verbindung die Schwachstelle beseitigt
Das Rotationsreibschweißen ist ein Fügeverfahren im festen Zustand, was bedeutet, dass die Grundmetalle ihren flüssigen Zustand nicht erreichen. Stattdessen wird ein Bauteil mit hoher Geschwindigkeit gedreht, während das andere dagegen gepresst wird. Die Reibungswärme erhöht die Temperatur an der Kontaktfläche auf etwa 80 bis 90 Prozent des Schmelzpunktes des Stahls. Dabei bildet sich eine dünne, plastifizierte Schicht an der Kontaktfläche. Die Rotation stoppt, und es wird Schmiededruck aufgebracht, der die plastifizierte Schicht als Grat herauspresst und die darunterliegenden Kornstrukturen in engen Kontakt bringt. Das Ergebnis ist nach dem Abkühlen eine echte metallurgische Verbindung, deren Festigkeit wir routinemäßig mit unserer Zugprüfmaschine auf die Festigkeit des Grundwerkstoffs überprüfen.
Prozessparameter, die wir für Pumpenmotorwellen verwenden
Die Parameterbereiche für das Rotationsreibschweißen von Kohlenstoff- und legierten Stählen sind gut dokumentiert. Laut der Fachliteratur werden optimale Zugeigenschaften bei Reibdrücken von 80 bis 160 MPa, Stauchdrücken von 120 bis 230 MPa, Drehzahlen von 200 bis 2000 U/min und Reibzeiten von 1,5 bis 10 Sekunden erzielt. In unserem Werk in Ningbo verwenden wir standardmäßig die folgenden Parameterbereiche: Hochleistungs-Industriemotorwelle Die Fertigung liegt innerhalb des veröffentlichten Bereichs, wobei die spezifischen Werte durch Material, Durchmesser und Verbindungsgeometrie bestimmt werden. Wir optimieren diese Werte empirisch für jedes neue Teil während der Erstmusterprüfung und fixieren sie anschließend im Maschinenrezept. Wir weichen nicht ohne schriftlichen Änderungsantrag vom fixierten Rezept ab und überprüfen unsere Schweißer jährlich, um sicherzustellen, dass sie das Rezept zu Beginn jeder Schicht einhalten. Für eine Pumpenmotorwelle aus 42CrMo mit 60 mm Durchmesser verwenden wir typischerweise:
- Rotationsgeschwindigkeit: 1.500 U/min
- Reibungsdruck: 90 MPa
- Reibungszeit: 6 Sekunden
- Stauchdruck (Schmiededruck): 180 MPa
- Schmiedezeit: 4 Sekunden
- Daraus resultierende Spieldauer: 4 bis 6 mm, aufgezeichnet anhand der Wellenseriennummer
Der AWS C6-Komitee für Reibschweißen Wir halten die relevanten Normen ein. ANSI/AWS C6.1:1989 (R2009) Recommended Practices for Friction Welding und AWS C6.2/C6.2M:2021 Specification for Rotary Friction Welding of Metals definieren die Qualifizierungsverfahren, die Schulungsanforderungen für die Bediener und die Prüfmethoden, die wir anwenden. FAQ zu den Reibschweißnormen von TWI bietet eine nützliche Übersicht über internationale Äquivalente, einschließlich JIS Z 3607 für Kohlenstoffstähle.
Warum die geschmiedete Verbindung die Keilwellenverbindung übertrifft
Die mechanische Logik ist einfach. Bei einer Keilwellenverbindung fließt das Drehmoment über eine Reihe einzelner Zähne. Der Zahnfuß bildet eine geometrische Kerbe, und die Kerbtheorie besagt, dass der Spannungskonzentrationsfaktor an einer scharfen Kehlnaht 3,0 überschreiten kann. Bei einer fachgerecht geschweißten Reibverbindung fließt das Drehmoment über ein durchgehendes Gefüge im gesamten Querschnitt, ohne geometrische Kerbe und ohne Spannungskonzentration. Die Zugfestigkeit der Verbindung entspricht in der Regel der des Grundwerkstoffs oder übertrifft sie sogar, da der Schmiedeprozess jegliche Gussstruktur in der Wärmeeinflusszone aufbricht und das Gefüge verfeinert. Wir haben genügend Zugproben parallel zu Proben aus dem Grundwerkstoff geprüft, um zu wissen, dass sie innerhalb der Streuung der Messwerte nicht zu unterscheiden sind.
Die Materialauswahl ist wichtig. Für Pumpenmotorwellen arbeiten wir üblicherweise mit AISI 4140 (UNS G41400), ein Chrom-Molybdän-Legierungsstahl, der im vergüteten Zustand eine Zugfestigkeit von ca. 655 MPa mit ausgezeichneter Dauerfestigkeit kombiniert. Für Anwendungen mit höheren Belastungen verwenden wir . AISI 4340 legierter StahlDer Nickelgehalt von 1,65 bis 2,00 Prozent sorgt für die erforderliche Zähigkeit von stoßbelasteten Pumpenmotoren. Wir empfehlen ein Upgrade auf 4340, sobald ein Kunde Stoßbelastungen von mehr als dem 2,5-Fachen des Nenndrehmoments im Normalbetrieb meldet. Beide Werkstoffe lassen sich unter den Bedingungen des Reibschweißens sauber verschweißen und erfüllen die von unseren Automobilkunden gemäß IATF 16949 geforderten Werkstoffspezifikationen.
Vergleich der mechanischen Leistungsfähigkeit – Reibschweißen vs. Keilwellenverbindung vs. Presspassung
Wenn uns ein Kunde das nächste Mal um einen Nachweis bittet, legen wir ihm die untenstehende Tabelle vor. Sie enthält Daten aus unseren internen Qualifizierungstests, kundenseitigen Ermüdungsdaten und der veröffentlichten Schweißforschungsliteratur. Die Werte für unsere eigenen Fertigungsdaten stammen aus Erstmusterprüfungen an Serienmaschinen; die Prüfbedingungen sind im Losbegleitpapier dokumentiert und auf Anfrage erhältlich. Wir aktualisieren die Tabelle nach jeder neuen Qualifizierungsrunde, sodass die Werte stets unserer aktuellen Prozessfähigkeit entsprechen.
| Leistungskriterium | Keilwellenverbindung (DIN 5463) | Presspassung mit Schlüssel | Reibgeschweißte Verbindung (AWS C6.2/C6.2M) |
|---|---|---|---|
| Maximale Spannung an der Verbindung unter Nenndrehmoment | Hoch (Spannungskonzentrationsfaktor 2,5 bis 3,5 an der Zahnwurzel) | Mittel bis hoch (Spannungskonzentrationsfaktor an der Keilnutecke 2,0 bis 2,8) | Niedrig (kontinuierlicher Getreidefluss, Faktor nahe 1,0) |
| Statisches Drehmoment (typische 60-mm-Welle, 42CrMo Q&T) | 1.800 bis 2.400 Nm abhängig von der Keilwellenlänge | 1400 bis 1900 Nm je nach Schlüsselgröße | 3.000 bis 4.000 Nm (entspricht dem Ausgangsmetall) |
| Dauerfestigkeit bei einem vollständig umgekehrten Drehmoment von 1.200 Nm | Etwa 200.000 bis 500.000 Zyklen bis zum ersten Riss. | Ungefähr 150.000 bis 350.000 Zyklen | Mehr als 2.000.000 Zyklen, Rundlauf durch das Grundmetall begrenzt |
| Empfindlichkeit gegenüber Fehlausrichtung | Hoch (starre Kopplung konzentriert die Biegung am Fuß) | Hoch (gleiche Ursache wie bei Splines) | Niedrig (die Baugruppe verhält sich wie ein einzelnes Teil) |
| Empfindlichkeit gegenüber Montageschmierung | Hoch (beeinflusst Spiel und Kontaktmuster) | Mittel (beeinflusst die Presspassungskraft) | Keine (Gelenk ist dauerhaft) |
| Feldtauglichkeit | Hoch (kann zerlegt werden) | Mittel (erfordert Abzieher) | Niedrig (dauerhafte Verbindung, komplette Baugruppe austauschen) |
| Rückverfolgbarkeit pro Einheit | Zwei Teilenummern zur Nachverfolgung | Zwei Teilenummern plus Schlüsselsatz | Eine Teilenummer, vollständige Schweißparameteraufzeichnung |
Tabelle 1. Vergleich der Leistungsfähigkeit dreier Fügeverfahren für Wellenbaugruppen von Hochleistungspumpenmotoren. Keilwellendatenreferenzen DIN 5463 metrische Parallelkeilwellenverbindungen. Datenreferenzen für Reibschweißverbindungen AWS C6.2/C6.2M Qualifikationsprüfungen und interne JEC-Qualifizierungslose an Produktionsanlagen.
Der Kompromiss ist klar. Keilwellen- und Passfederverbindungen verbessern die Wartungsfreundlichkeit, verringern aber die Lebensdauer und erhöhen die Empfindlichkeit gegenüber Montagebedingungen. Reibschweißverbindungen bieten eine dauerhafte Verbindung mit der Festigkeit des Grundmaterials, gehen jedoch auf Kosten der Wartungsfreundlichkeit. Bei einem im Hydrauliktank eines Baggerladers verbauten Pumpenmotor ist Wartungsfreundlichkeit selten das Wichtigste. Zuverlässigkeit zählt. Wir empfehlen unseren Kunden, die Entscheidung zwischen Schweiß- und Keilwellenverbindungen nach denselben technischen Kriterien zu treffen wie bei der Wahl eines Lagers: anhand des Lastspektrums, der Wartungsphilosophie und der potenziellen Kosten einer Fehlentscheidung. Wir haben Kunden bei dieser Entscheidung schon unzählige Male begleitet und dabei gelernt, drei Fragen im Vorfeld zu stellen: Wie hoch ist das maximale Drehmoment? Wie sieht das Stoßbelastungsprofil aus? Und wie hoch sind die Kosten eines ungeplanten Stillstands?

Abbildung 1. Hochleistungs-Industriemotorwellenbaugruppe, hergestellt durch Rotationsreibschweißen bei JEC, konstruiert für Pumpenmotoren, die in Baumaschinen eingesetzt werden.
In unserer Werkstatt behandeln wir die Schweißverbindung wie einen kontrollierten Schmiedeprozess und nicht wie einen Fügeprozess. Entsprechend steuern wir den Prozess. Jedes neue Schweißverfahren wird vor der Freigabe des Bauteils für die Serienproduktion mit Zug-, Biege- und Makroätzproben validiert. Die zerstörenden Prüfmuster werden mindestens zwölf Monate in unserem Labor aufbewahrt, um bei Kundenanfragen darauf zurückgreifen zu können. Parallel dazu werden auch Grundwerkstoffproben aus derselben Schmelze aufbewahrt, damit der Kunde die Festigkeit der Verbindung direkt mit der Festigkeit des Grundmaterials vergleichen kann. Erfahrungsgemäß überzeugt dieser direkte Vergleich skeptische Konstruktionsteams vom Wechsel von Keilwellen- zu Schweißverbindungen, da die Zahlen die Entscheidung eindeutig machen.
Spezifikations-Checkliste für OEM-Beschaffungsteams
Wenn unsere Kunden fragen, was in die Zeichnung aufgenommen werden soll, händigen wir ihnen dieselbe Checkliste aus, die wir intern für die Erstmusterprüfung verwenden. Jeder der folgenden Punkte sollte in der technischen Spezifikation berücksichtigt werden, bevor ein Lieferant von reibgeschweißten Wellen Die Serienmusterfertigung beginnt. Diese Checkliste haben wir entwickelt, indem wir die Qualifizierungsanforderungen der AWS C6.2/C6.2M mit den Erkenntnissen aus den Gewährleistungsansprüchen unserer frühen Schweißprogrammphase kombiniert haben. Wir aktualisieren sie jedes Mal, wenn wir ein neues Material, einen neuen Durchmesserbereich oder ein neues OEM-spezifisches Abnahmekriterium in unser Portfolio aufnehmen. Die Checkliste ist in fünf Abschnitte unterteilt, die wir mit jedem neuen Kunden im Rahmen des Lieferanten-Onboarding-Gesprächs durchgehen. Erfahrungsgemäß sparen Kunden, die alle fünf Abschnitte bereits in der ersten Zeichnung berücksichtigen, durchschnittlich zwei Musterrunden im Vergleich zu Kunden, die nur die Punkte auswählen, die am einfachsten zu erfüllen scheinen.
Werkstoff- und Wärmebehandlung
- Grundmaterial: Geben Sie die Güte des Schmiedestahls gemäß AISI/SAE-Bezeichnung an und bestätigen Sie die entsprechende regionale Norm (DIN, JIS, GB). Für Pumpenmotorwellen empfehlen wir 42CrMo (1.7225) und AISI 4140 als gängigste Werkstoffe. AISI 4340 verwenden wir nur für Anwendungen mit besonders hohen Stoßbelastungen, bei denen unsere Kunden Stoßspitzen von über dem 2,5-Fachen des Nenndrehmoments gemessen haben.
- Zustand vor dem Schweißen: Wir liefern die Rohlinge im geschmiedeten oder warmgewalzten, normalisierten Zustand mit einer Härte unter 28 HRC, da dieser Bereich die gleichmäßigste Reibungswärmeerzeugung und das wiederholbarste Stauchverhalten auf unseren Maschinen gewährleistet.
- Wärmebehandlung nach dem Schweißen: Wir härten und vergüten auf einen bestimmten Härtebereich, typischerweise 28 bis 34 HRC für Pumpenmotorwellen, und führen vor der Endbearbeitung ein Spannungsarmglühen durch, um die Rundlaufgenauigkeit der Welle auf 0,05 mm pro Meter zu begrenzen.
Gemeinsame Konstruktion
- Gelenkgeometrie: Wir legen die Stauchzugabe fest (typischerweise 4 bis 8 mm, abhängig vom Durchmesser), damit wir die Rohlinge korrekt dimensionieren und genügend Material für die Gratentfernung übrig lassen können, ohne das Grundmaterial zu unterschneiden.
- Schnittstellenmerkmale: Klären Sie, ob der Lieferant Merkmale wie Keilnuten, Gewindebohrungen oder Flanschflächen an der Schweißkonstruktion bearbeiten muss oder ob diese vor dem Schweißen zugeschnitten werden. Wir bevorzugen die Nachbearbeitung konzentrischer Merkmale nach dem Schweißen, da dadurch das Risiko einer Fehlausrichtung der beiden Bauteile nach dem Stauchen ausgeschlossen wird.
- Oberflächenbeschaffenheit der Schweißnahtfläche: Wir fordern eine Rauheit (Ra) von mindestens 3,2 Mikrometern an der Reibfläche, um Einschlüsse oder Oxideinschlüsse in der Verbindung zu vermeiden, und wir überprüfen dies an jedem Rohling, bevor er in die Schweißmaschine kommt.
Schweißverfahren
- Verfahrensqualifizierung: Wir verlangen, dass unser eigenes Schweißverfahren nach AWS C6.2/C6.2M oder einem gleichwertigen Standard qualifiziert ist, und wir dokumentieren Zug-, Biege- und Makroätzergebnisse an Erstmustern vor der Produktionsfreigabe.
- Parameteraufzeichnung: Wir erfassen jeden Produktionszyklus in der Maschinensteuerung und archivieren die Daten unter der jeweiligen Wellenseriennummer. Auf Kundenwunsch liefern wir mit jeder Sendung ein digitales Schweißprotokoll (CSV oder PDF) und bewahren die zugrundeliegenden Daten mindestens sieben Jahre lang auf.
- Qualifikation des Bedieners: Wir verfügen über eine gültige Qualifikation gemäß unserem schriftlichen Verfahren für jeden Schweißer in unserer Werkstatt und überprüfen die Qualifikation der Bediener jährlich anhand eines standardisierten Testpaares, damit die Nachvollziehbarkeit gewährleistet ist.
Inspektion und Abnahme
- Zerstörungsfreie Prüfung: Wir führen an jedem Teil eine 100-prozentige Ultraschallprüfung der Schweißzone auf Risse, mangelnde Haftung oder Einschlüsse durch und überprüfen die Geometrie des Schweißgrats visuell anhand unseres internen Standards, bevor das Teil die Schweißzelle verlässt.
- Zerstörende Prüfung: Wir führen am Erstmuster eine Makroätzung und einen Zugversuch durch und wiederholen die zerstörende Prüfung stichprobenartig (typischerweise ein Teil pro Los von 200) bei laufenden Produktionsläufen. Die makrogeätzten Proben bewahren wir ein Jahr lang in unserem Labor auf, um bei auftretenden Problemen im Feld darauf zurückgreifen zu können.
- Maßprüfung: Wir messen Rundlauf, Konzentrizität und Länge anhand der Zeichnung an jedem Teil und prüfen die Oberflächenbeschaffenheit und Härte des Grundmaterials abseits der Schweißzone, um sicherzustellen, dass die Wärmebehandlung den vorgegebenen Bereich erreicht hat.
Qualitätssystem und Rückverfolgbarkeit
- Zertifizierungen: Wir arbeiten nach ISO 9001 und verfügen über die IATF 16949-Zertifizierung für Anwendungen im Automobilbereich. Wir stellen für jede Lieferung Materialzertifikate gemäß EN 10204 3.1 aus und bewahren die Werkszeugnisse sieben Jahre lang auf.
- Rückverfolgbarkeit: Jede von uns gelieferte Welle trägt eine Seriennummer, die mit der Materialschmelze, der Schmiedecharge, dem Schweißparameterprotokoll und den Inspektionsergebnissen verknüpft ist, sodass wir die gesamte Fertigungsgeschichte jedes Teils anhand einer einzigen Nummer rekonstruieren können.
Für Beschaffungsteams, die eine druckbare Version benötigen, ist die Checkliste auch auf unserer Website verfügbar. Produktseite neben unserem Standard SchweißwellenbereichUnser Katalog umfasst reibgeschweißte Baugruppen, lichtbogengeschweißte Wellen und buckelgeschweißte Unterbaugruppen. Sollte Ihr Projekt Anforderungen haben, die nicht im Standardkatalog enthalten sind, erarbeitet unser Ingenieurteam anhand derselben Checkliste eine individuelle Lösung. In der Regel erstellen wir innerhalb von fünf Werktagen nach Erhalt der Zeichnung ein Angebot für eine kundenspezifische Schweißwelle. Den gesamten Qualifizierungsprozess – von der Verfahrensprüfung über die Erstmusterprüfung bis hin zur mechanischen Prüfung – führen wir in unserer eigenen Werkstatt durch, sodass Sie nicht mehrere Subunternehmer koordinieren müssen. Wir bewahren den Qualifizierungsbericht auf, falls Sie zwei Jahre später mit einem Folgeauftrag zurückkommen. In diesem Fall können wir Ihnen innerhalb eines Werktages anhand der ursprünglichen Daten das Qualifizierungspaket erneut ausstellen.










