Bau von Marineschiffen mit wiederholbarer Schweißqualität auf der Rauma-Werft

Bei Rauma Marine Constructions (RMC) wirkt sich das Schweißen direkt auf die strukturelle Integrität, Wiederholbarkeit, Effizienz der Arbeitsabläufe und die langfristige Leistung von Marineschiffen aus, die für den Einsatz unter einigen der härtesten Bedingungen der Ostsee ausgelegt sind.

Im Rahmen des finnischen Programms Squadron 2020 baut RMC vier Mehrzweckkorvetten der Pohjanmaa-Klasse für die finnische Marine. Alle vier Schiffe befinden sich nun gleichzeitig auf der Rauma-Werft im Bau, ein wichtiger Meilenstein für eines der fortschrittlichsten Marineprojekte, die derzeit in Nordeuropa im Gange sind.

Die Korvetten der Pohjanmaa-Klasse sind für den ganzjährigen Betrieb unter allen Bedingungen der Ostsee ausgelegt, einschließlich Einsätzen im Eis. Diese Schiffe, die etwa 117 Meter lang sind, werden für anspruchsvolle Mehrzweck-Marineoperationen gebaut und sind Teil eines Programms mit einer direkten Beschäftigungswirkung von etwa 3 600 Personenjahren in Finnland.

Um diese Anforderungen zu unterstützen, kombiniert die Werft mechanisierte Produktion, robotergestützte Schweißlösungen wie die Kemppi AX-Schweißzelle und manuelles Schweißen mit Systemen wie dem Kemppi X5.

Industrialisiertes Schweißen

Laut Ari Ahto von der Rauma-Werft erfordert die Aufrechterhaltung der Konsistenz über mehrere gleichzeitig produzierte Schiffe hinweg hoch standardisierte Prozesse ab den frühesten Phasen des Rumpfbaus.

„Die Flachblockproduktion ist stark mechanisiert, was dazu beiträgt, die Wiederholbarkeit sicherzustellen“, sagt Ari.

Dieselben Subunternehmer werden während der gesamten Blockproduktion und Rumpfmontage bei allen Schiffen eingesetzt, was dazu beiträgt, einen konsistenten Bauansatz beizubehalten und gleichzeitig sicherzustellen, dass Schweißverfahren kontinuierlich überwacht werden.

Dies steht in engem Einklang mit der umfassenderen Industrialisierungsstrategie von RMC. Wie RMC-CEO Mika Nieminen in einer früheren Erklärung sagte, hat die Werft „Verfahren und Bauprozesse industrialisiert“, um die Anforderungen zunehmend anspruchsvoller Projekte zu erfüllen.

Qualitätsmanagement in Marinestrukturen

Der Marineschiffbau kombiniert hochfeste Stähle, unterschiedliche Materialstärken und komplexe Geometrien, die alle erhebliche Anforderungen an die Schweißqualität und Prozesskontrolle stellen.

Für die Rauma-Werft beginnt die Aufrechterhaltung der Konsistenz mit enger Überwachung und Parameterkontrolle während der gesamten Produktion. „Ein starker Fokus wurde auf Überwachung und Parameterkontrolle gelegt. Bei hochfesten Stählen wurden die ZfP-Prüfungen verdoppelt“, erklärt Ari.

Der zunehmende Einsatz stärkerer Stähle erhöht die Qualitätsanforderungen nicht nur in Marineprojekten, sondern auch im Schiffbau insgesamt.

Laut Ari „achten Kunden stärker auf die Schweißqualität, und die Industrie bewegt sich hin zur Verwendung stärkerer Stähle auch in traditionellen Schiffen“.

Kontrolle der Genauigkeit über große Rumpfabschnitte hinweg

Bei großen Rumpfbaugruppen wird die Maßgenauigkeit zwischen Blöcken zu einem der kritischsten Faktoren, die das nachgelagerte Schweißen und die Montage beeinflussen. Daher wurden während der gesamten Produktion zusätzliche Messungen in Zwischenphasen eingeführt, um Abweichungen so früh wie möglich zu erkennen.

„Die größten Risiken beziehen sich auf die Maßgenauigkeit zwischen Blöcken. Messungen in Zwischenphasen wurden deutlich erhöht, sodass Abweichungen so früh wie möglich erkannt werden können“, sagt Ari.

Dies wird mit zunehmender Produktionsskalierung immer wichtiger. Die erste Korvette der Pohjanmaa-Klasse wurde im Mai 2025 zu Wasser gelassen, während die verbleibenden Schiffe gleichzeitig die Phasen der Rumpfmontage und Ausrüstung durchlaufen.

Wo robotergestütztes Schweißen Mehrwert schafft

„Lange, wiederholbare Schweißnähte profitieren am meisten vom robotergestützten Schweißen“, sagt Ari. „Anwendungen wie diese eignen sich gut für automatisierte Schweißlösungen wie die Kemppi AX-Schweißzelle, bei denen Wiederholbarkeit und stabile Produktionsleistung wesentlich sind.“

Aus Raumas Erfahrung hat das AX-System eine starke Konsistenz in kontinuierlichen Produktionsumgebungen geliefert. „Die Qualität ist konstant geblieben und Produktionsunterbrechungen waren minimal.“

Ari hebt auch hervor, dass automatisiertes Schweißen in geeigneten Anwendungen erhebliche Vorteile gegenüber manuellem Schweißen bietet. „Beim automatisierten Schweißen ist die Produktivität mindestens doppelt so hoch wie beim manuellen Schweißen. Die Qualität ist leichter zu kontrollieren und die Wiederholbarkeit ist stark.“

Bei der Integration der AX-Schweißzelle in die Produktion waren die wichtigsten Prioritäten die Parameterdefinition und die Ausrichtung der Arbeitsabläufe.

Warum manuelles Schweißen weiterhin wesentlich bleibt

Während die automatisierte Trägerproduktion vier Kemppi AX MIG Welders verwendet, die gleichzeitiges Schweißen mit hohem Einschaltdauergrad ermöglichen, um die kontinuierliche Produktion zu unterstützen, verlassen sich andere Phasen weiterhin auf Kemppi X5 FastMig-Schweißmaschinen für manuelles Schweißen.

Der Grund, warum manuelles Schweißen im Marineschiffbau weiterhin kritisch bleibt, liegt in der Produktion in engen Räumen. „Die engen Räume, die insbesondere in Marineschiffen zu finden sind, erfordern weiterhin manuelles Schweißen“, erklärt Ari.

In vielen Fällen können mechanisierte Geräte physisch nicht in diese Bereiche gebracht werden. Selbst wenn dies möglich ist, kann der nutzbare Bereich zu begrenzt sein, um Automatisierung wirtschaftlich tragfähig zu machen.

Laut Ari besteht einer der Hauptvorteile von Systemen wie dem Kemppi X5 darin, wie die Ausrüstung den Schweißer durch kontrollierbares und einfaches Parametermanagement unterstützt. „Das System unterstützt den Schweißer fast automatisch. Das Parametermanagement ist hochgradig kontrollierbar.“

Gespeicherte Schweißparameter helfen auch dabei, die Wiederholbarkeit zwischen Schichten aufrechtzuerhalten und gleichzeitig Variablen wie Materialstärke, Schweißnahtgröße und Zusatzdrahtdurchmesser zu berücksichtigen.

Unterstützung der Schweißer durch Technologie

„Das Gewicht der Ausrüstung wurde deutlich reduziert und die Maschinengrößen sind kleiner geworden. Verbesserungen in der Ergonomie der Schweißbrenner haben auch die körperliche Belastung der Schweißer erheblich reduziert“, so Ari.

Moderne Schweißausrüstung unterstützt Schweißer auch zunehmend direkt während des Betriebs durch integrierte Parameterempfehlungen und automatische Anpassungen.

„Moderne Ausrüstung enthält eine große Menge an vorab gespeicherten Daten, die die Maschine empfehlen kann, sobald Variablen eingestellt sind. Die Ausrüstung kann auch automatisch Änderungen wie Schwankungen der Lichtbogenlänge kompensieren und so dazu beitragen, eine gleichbleibende Qualität sicherzustellen.“

Die Zukunft gestalten

Da der Marineschiffbau zunehmend anspruchsvoller wird, sieht die Rauma-Werft die größte Chance in der weiteren Verbesserung der Prozesskontrolle.

Da sich nun alle vier Korvetten der Pohjanmaa-Klasse gleichzeitig im Bau befinden und zusätzliche Großprojekte auf der Rauma-Werft im Gange sind, spielt Schweißtechnologie weiterhin eine kritische Rolle bei der Unterstützung von Wiederholbarkeit, Qualität und Produktionseffizienz im modernen Marineschiffbau.

Eine einfache Parametereinstellung ist besonders wichtig, da Materialstärken und Schweißanwendungen während der gesamten Produktion erheblich variieren. „Materialstärken variieren im Schiffbau erheblich, daher müssen Bediener Parameter einfach anpassen können und gleichzeitig eine gleichbleibende Qualität aufrechterhalten“, sagt Ari.