Schweißkosten optimiert konstruieren
Bei dicken großen Bauteilen und daraus resultierenden großen A-Maßen sind die Schweißkosten ein beträchtlicher Faktor in der Kalkulation. Schweißkosten verhalten sich exponentiell zum A-Maß, das heißt ein doppeltes A-Maß ergibt vierfache Schweißkosten.
Ein weiterer entscheidender Faktor bei den Schweißkosten ist die Schweißnahtform bei gleichem A-Maß: So ist beispielsweise eine Kehlnaht rund doppelt so teuer wie eine HY-Naht, da das Nahtvolumen der Kehlnaht doppelt so groß wie das einer HY-Naht ist. Bei der HY-Naht kommen jedoch die Kosten für die Nahtvorbereitung hinzu. Je nach Schweißbetrieb gibt es einen Punkt (A-Maß), ab dem die HY-Naht – abhängig von den Nahtvorbereitungskosten – günstiger wird. Ein weiterer Vorteil der HY-Naht gegenüber der Kehlnaht ist der bessere Spannungsverlauf im Bauteil.
Es gibt allerdings auch Schweißnahtformen, die – bezogen auf das zu erzielende A-Maß – noch weniger Schweißvolumen erzeugen. Hier müssen dann aber ebenfalls die Kosten für die Nahtvorbereitung mit eingerechnet werden. Bei einer Tulpennaht zum Beispiel muss sie gefräst werden. Das lohnt sich in der Regel erst bei einem großen A-Maß oder wenn es spannungstechnisch erforderlich ist.
Wenn möglich, sollte auf Vollanschlüsse verzichtet werden.
Bei einem Vollanschluss ist die erste Lage die Wurzel. Vor dem Schweißen der Gegenlage muss die Wurzel ausgearbeitet werden, da sie auf der Gegenseite durch die fehlende Gasabdeckung Fehler aufweist. Dieses Ausarbeiten ist zeitaufwendig und muss in die Schweißzeit einkalkuliert werden.
Eine denkbare Alternative ist es, den Vollanschluss durch einen Anschluss mit Steg zu ersetzen. Der Steg sollte allerdings mindestens 4 – 5 Millimeter dick sein – sofern es die Belastung der Bauteile zulässt.
Die Zugänglichkeit der Schweißnähte beeinflusst ebenfalls die Kosten.
Grundsätzlich sind deshalb Verrippungen, die einen tiefen engen Kasten bilden, zu vermeiden. So ist beispielsweise ein Kasten mit den Maßen 500 x 500 Millimeter und einer Tiefe von 1.500 Millimetern nur unter erschwerten Bedingungen innen zu schweißen. Der Schweißer liegt in diesem Kasten und muss obendrein noch genügend Armfreiheit haben, um den Brenner zu führen. Darüber hinaus ist der gesamte Bereich vorgewärmt. Durch die beengten Abmessungen ist die „Ziehlänge“ der Schweißnaht kürzer und durch die höhere Temperatur wird die Einsatzzeit des Schweißers beschränkt. Unterm Strich bedeutet das eine längere Schweißzeit. Außerdem wird für diesen Einsatzfall eine spezielle PSA benötigt. Der Schweißer muss mit Frischluft versorgt und gegen die Wärmeeinwirkung der Umgebung geschützt werden. Deshalb sind Bauteile stets so zu konstruieren, dass die Zugänglichkeit für den Schweißer immer gewährleistet ist. Zudem muss der Schweißer sein Schweißbad immer einsehen und somit auch den Schweißprozess beeinflussen können.
Bei größeren Bauteilen sind zudem Anschlagpunkte für das Drehen des Bauteils vorzusehen. Ohne Anschlagpunkte ist das Drehen der Bauteile zeitaufwendig, teilweise müssen dafür auch Wendeösen angeschweißt werden. Dies verursacht dann ebenfalls vermeidbare Zusatzkosten.
Ein weiterer Punkt, der die Bauteilkosten erhöht, ist die Überarbeitung von Schweißnahtoberflächen, beispielsweise durch Schleifen. Da dies im Regelfall händisch, mit Winkelschleifer oder Rundläufer erfolgen muss, kann das sehr kostenintensiv werden. Deshalb sollte möglichst auf Nahtoberflächenbearbeitung verzichtet werden. Wenn dies nicht möglich ist, muss genau definiert werden, was gewünscht wird und welche Nähte oder Nahtbereiche bearbeitet werden sollen.
