In der sich ständig weiterentwickelnden Welt des industriellen Schweißens sind die Gewährleistung von Konsistenz, Sicherheit und Qualität von größter Bedeutung. Von zentraler Bedeutung für die Erreichung dieser Ziele ist die Schweißverfahrensanweisung (WPS), ein grundlegendes Dokument, das die Parameter und Methoden für die Ausführung von Schweißarbeiten festlegt.
Was ist eine Schweißverfahrensanweisung (WPS)?
Ein WPS ist ein formelles Dokument, das Schweißern und Schweißbetrieben detaillierte Richtlinien für die Herstellung von Schweißnähten liefert, die bestimmte normative Anforderungen erfüllen. Es umfasst wesentliche Variablen wie Grundwerkstoffe, Schweißverfahren, Schweißzusätze, Fugenausformung, Vorwärmung und Wärmebehandlung nach dem Schweißen, Schweißpositionen, Schutzgase und elektrische Eigenschaften.
Das vorrangige Ziel eines WPS besteht darin, sicherzustellen, dass Schweißarbeiten bei verschiedenen Projekten und durch unterschiedliche Bediener einheitlich und sicher ausgeführt werden.
Wesentliche Bestandteile eines WPS |
Arten von Grundmaterialien |
Schweißverfahren (Stabschweißen, Schutzgasschweißen, Metall-Schutzgasschweißen) |
Art des Schweißzusatzwerkstoffs |
Aufbau und Geometrie der Verbindung |
Vorwärm- und Zwischenlagentemperatur |
Schweißposition (flach, horizontal, vertikal, Überkopf) |
Elektrische Parameter (Spannung, Strom, Fahrgeschwindigkeit) |
Arten von WPS
WPS lassen sich anhand ihrer Entwicklung und Anwendung in folgende Kategorien einteilen :
Vorgenehmigte Schweißverfahren (WPS): Diese wurden auf der Grundlage etablierter Schweißvorschriften und -normen entwickelt und erfordern keine zusätzlichen Prüfungen. Sie werden in der Regel für routinemäßige Schweißarbeiten verwendet, für die bewährte Verfahren vorliegen (Beispiel: AWS D1.1).
Qualifiziertes Schweißverfahren (WPS): Erfordert Tests und Validierung anhand von Verfahrenqualifizierungsunterlagen (PQRs), um sicherzustellen, dass das Schweißverfahren die erforderlichen Qualitätsstandards erfüllt. Dazu gehört die Anfertigung von Probeschweißnähten und deren strenge Prüfung.
Häufige WPS-Beispiele im industriellen Schweißen
Das National Certified Pipe Welding Bureau (NCPWB) stellt eine umfassende Liste mit Beispielen für Schweißverfahren (WPS) bereit, die auf verschiedene Werkstoffe und Schweißverfahren zugeschnitten sind. Hier sind einige bemerkenswerte Beispiele, die die Vielfalt der WPS veranschaulichen.
Beschreibung | Anwendungen | |
| WPS 1-1-1 | Stabelektrodenschweißen (SMAW) unter Verwendung einer E6010-Elektrode mit Aufwärtsschweißgang ohne Wärmebehandlung nach dem Schweißen (PWHT). | Dies wird häufig im Stahlbau und im Rohrleitungsbau eingesetzt. |
| WPS 1-3-1 | Wolfram-Inertgas-Schweißen (GTAW) unter Verwendung des Schweißzusatzwerkstoffs ER70S-2 ohne Nachwärmebehandlung. | Präzise Schweißnähte an dünneren Werkstoffen, die eine höhere Schweißqualität erfordern. |
| WPS 1-5-1 | Metall-Schutzgasschweißen (GMAW) im Kurzschlussübertragungsverfahren mit dem Schweißzusatzwerkstoff ER70S-6 und CO₂-Schutzgas ohne Nachwärmebehandlung. | Wird für leichte Bauteile und in der Automobilindustrie verwendet. |
| WPS 4-2-1 | Handschweißen mit der Elektrode E8018-B2 und Nachwärmebehandlung, geeignet für Cr-Mo-Stähle. | Wird unter Hochtemperaturbedingungen eingesetzt, beispielsweise in Kesselrohren oder Druckbehältern. |
| WPS 8-3-1 | GTAW-Schweißen von dünnwandigen Rohren ohne Schweißzusatzwerkstoff. | Häufig in Sanitär- oder Hochreinheits-Rohrleitungssystemen anzutreffen. |
Die Bedeutung von WPS in industriellen Anwendungen
Die Einführung von WPS in der Industrie bietet zahlreiche Vorteile:
- Qualitätssicherung: Stellt sicher, dass Schweißnähte den festgelegten Normen entsprechen, wodurch das Risiko von Mängeln verringert wird.
- Einhaltung der Sicherheitsvorschriften: Die Befolgung der WPS gewährleistet die Einhaltung der Sicherheitsvorschriften und schützt sowohl die Mitarbeiter als auch die Endnutzer.
- Effizienz: Standardisierte Verfahren optimieren die Schweißarbeiten und reduzieren Ausfallzeiten und Nacharbeiten.
- Ausbildung und Kompetenzentwicklung: Bietet einen Rahmen für Ausbildungsprogramme und stellt sicher, dass Schweißer über die erforderlichen Fähigkeiten und Kenntnisse verfügen.
Einbindung von Technologie in die Entwicklung und Schulung von WPS
Die Digitalisierung und Automatisierung haben die Art und Weise, wie WPS entwickelt, validiert und vermittelt werden, grundlegend verändert:
Digitale Dokumentation: Moderne Softwarelösungen ermöglichen die Erstellung, Speicherung und den Abruf von WPS in digitalen Formaten, was die Aktualisierung und die teamübergreifende Verteilung vereinfacht.
Automatisierte Schweißsysteme: Die Integration von WPS-Parametern in automatisierte Schweißmaschinen gewährleistet eine einheitliche Anwendung der Verfahren, reduziert menschliche Fehler und steigert die Produktivität.
Augmented-Reality-Schweißsimulatoren (AR): Diese Tools bieten immersive Trainingsumgebungen, in denen Schweißer die in den Schweißverfahren (WPS) beschriebenen Abläufe üben können, ohne den mit dem Schweißen unter realen Bedingungen verbundenen Risiken ausgesetzt zu sein. Diese Technologie fördert das Verständnis und die Beibehaltung von Schweißtechniken.
Wie die Digitalisierung die Planung, Durchführung und Umsetzung von WPS-Prozessen verbessert
Durch den Einsatz digitaler Tools wurden die Umsetzung, Schulung und Nachverfolgung von Schweißverfahren modernisiert. Mit der Integration von Technologien wie Augmented Reality (AR) und Automatisierung ist das Verständnis und die Anwendung von Schweißverfahren (WPS) noch wichtiger geworden.
Seabery simulatorbietet realistische, praxisnahe Schulungen, die auf die tatsächlichen WPS-Parameter abgestimmt sind. Diese Übungen ermöglichen es den Lernenden, Schweißarbeiten virtuell zu üben, wodurch Materialkosten gesenkt, die Sicherheit erhöht und der Lernprozess beschleunigt werden.
Eine bahnbrechende Lösung
Dieser Schweißsimulator basiert auf modernster Augmented-Reality-Technologie und ist mit Kameras ausgestattet, die eine kontinuierliche Qualitätsüberwachung und Rückmeldung ermöglichen. Die Technologie Seaberyanalysiert die Leistung des Anwenders im Hinblick auf WPS-Standards und liefert sofortiges visuelles und quantitatives Feedback zu Lichtbogenlänge, Winkel, Geschwindigkeit und anderen entscheidenden Kennzahlen. Schweißer können mit benutzerdefinierten oder vorinstallierten WPS-Konfigurationen trainieren, wodurch sichergestellt wird, dass jede Übung den realen Anforderungen in der Industrie entspricht.
Da der Bedarf an physischen Verbrauchsmaterialien sinkt, ermöglicht der Simulator unbegrenztes Üben ohne Materialverschwendung – ideal für Trainingsumgebungen mit hohem Durchsatz. Von Grundwerkstoffen und Fugenkonfigurationen bis hin zu Schweißgeschwindigkeit und Elektrodenwinkeln bildet der Simulator die gesamte Bandbreite der in WPS-Dokumenten definierten Schweißparameter nach. Mit der AR-Lösung Seaberylassen sich Schweißroboter in Industrie und Ausbildung zudem mit WPS-konformen Parametern programmieren, wodurch eine gleichbleibende Schweißqualität bei Serienfertigungen mit hohem Durchsatz gewährleistet wird.
Sicherstellung der Schweißnahtintegrität mit WPS
Schweißverfahrensanweisungen (WPS) sind für den Erfolg industrieller Schweißarbeiten von entscheidender Bedeutung. Angesichts der zunehmenden Digitalisierung, Automatisierung und des Einsatzes von Technologien wie Augmented Reality in der Industrie gewinnen WPS bei der Gewährleistung von Qualität, Sicherheit und Effizienz noch mehr an Bedeutung.
Während Unternehmen weltweit intelligentere Methoden zur Personalentwicklung einführen, bietet Seabery einen skalierbaren, effizienten und zukunftsorientierten Ansatz für die Schweißausbildung – basierend auf denselben Prinzipien, die auch die WPS auszeichnen: Wiederholbarkeit, Zuverlässigkeit und Qualität.
