Fronius TPS nach 10 Jahren: typische Störungen und unsere Prüfung

Warum gerade diese Geräte in gutem Zustand zurückkommen

TPS 4000 und TPS 5000 wurden um ein Leistungsmodul herum gebaut, das durch einen erzwungenen Luftstrom gekühlt wird, mit getrenntem Drahtvorschub und Zwischenschlauchpaket. Ein solcher Aufbau hält Wärme und Schwingungen von der Elektronik fern, die Platinen altern also langsamer als in kompakten Geräten. Bei Geräten, die nach etwa zehn Jahren Einschichtbetrieb zu uns kommen, ist der Leistungsteil meist in Ordnung, aber das ist eine Beobachtung aus unserer Werkstatt und keine Statistik des Herstellers.

Es verschleißen dagegen die beweglichen Teile und jene, durch die der Draht oder das Kühlmittel läuft. Unten stehen die Baugruppen in der Reihenfolge, in der sie in unserer Servicewerkstatt zur Reparatur kommen.

Was verschleißt und woran Sie es erkennen

Leistungsmodul

Das Leistungsmodul fällt selten aus, doch wenn es ausfällt, ist es die teuerste Position im Kostenvoranschlag. Die Anzeichen können in die Irre führen: Das Gerät startet, hält den Strom bei 150 A und verliert bei 300 A die Spannung oder geht nach einer Minute Lichtbogen in den Fehler Übertemperatur. Häufige Ursache ist nicht das Modul selbst, sondern eine Schicht Schweißstaub auf den Kühlkörpern, die wie eine Decke wirkt.

Der zweite typische Fall ist ein Kurzschluss, nachdem Metallspäne ins Innere gesaugt wurden. Ein Gerät, das unter dem Schleifer steht, fängt sich das innerhalb eines Jahres ein. Deshalb nehmen wir in der Servicewerkstatt vor dem Anschluss der Versorgung den Deckel ab und sehen uns Modul, Steckverbinder und Leiterbahnen an.

Lüfter und freier Durchgang der Kanäle

Lüfter sind ein Verschleißteil. Nach einigen tausend Stunden beginnt das Lager zu pfeifen, die Drehzahl fällt, und das Gerät verliert Einschaltdauer, obwohl es weiter arbeitet. Das Anzeichen ist einfach: Bei vollem Strom erscheint nach 2 bis 4 Minuten ein Temperaturfehler, den es vorher nicht gab.

Der Tausch ist günstig, etwa 150 bis 400 PLN netto je Stück plus Arbeitszeit. Ein vernachlässigter Lüfter kostet das Leistungsmodul, das ist also das am besten investierte Teil im ganzen Gerät.

Drahtvorschub

Der Vorschub VR läuft die ganze Lichtbogenzeit und sammelt Staub vom Draht. Es verschleißen die Rollen, die Einlaufführungen, die Andruckeinheit und, seltener, der Motor mit dem Drehgeber. Die Anzeichen: Der Draht läuft ungleichmäßig, der Strom springt um mehr als zehn Ampere, auf der Nahtoberfläche sieht man regelmäßige Einschnürungen.

Wir prüfen das durch Messung der Vorschubgeschwindigkeit über eine Strecke, nicht nach Augenmaß. Wir stellen 8 m/min ein, messen den in 30 Sekunden abgewickelten Draht und vergleichen. Eine Abweichung über 5 Prozent oder Unstetigkeit zwischen den Versuchen bedeutet einen Tausch der Rollen und mitunter des Motors.

Kühlgerät und Kreislauf des Kühlmittels

Das Kühlgerät ist nach den Lüftern der zweite Grund für nachlassende Leistung. Die Pumpe verliert Förderleistung, der Wärmetauscher setzt sich von innen zu, und das Kühlmittel wird nach Jahren zu Ablagerungen. Das Anzeichen: Der Brenner wird bei 250 A warm, obwohl er für 400 A ausgelegt ist, oder das Gerät meldet bei einer längeren Naht einen Fehler des Durchflusses.

Wir messen den Durchfluss im Rücklauf und die Temperatur des Kühlmittels nach 10 Minuten Arbeit unter Last. Liegt der Durchfluss unter der Forderung des Herstellers, wechseln wir das Kühlmittel, spülen den Kreislauf und beurteilen erst dann die Pumpe. Das Kühlmittel selbst kostet einige zehn PLN, Wärmetauscher und Pumpe etwa 600 bis 1.500 PLN netto.

Zwischenschlauchpaket

Das Zwischenschlauchpaket zwischen Stromquelle und Drahtvorschub führt Strom, Gas, Kühlmittel und Steuersignale. Es ist das am stärksten belastete Element im ganzen Satz, denn es liegt auf dem Boden, wird von einem Stapler überfahren und bei jedem Umsetzen gebogen. Die Schäden sind meist innen und von außen nicht zu sehen.

Die Anzeichen: Abreißen des Lichtbogens bei einer bestimmten Lage des Schlauchpakets, Austritt von Kühlmittel nach einigen Minuten Arbeit, Fehler in der Verbindung zum Vorschub. Ein neues Schlauchpaket von 4 m kostet etwa 2.000 bis 4.500 PLN netto, deshalb prüfen wir es bei der Bewertung eines Geräts getrennt und beschreiben es in der Produktkarte.

Bedienfeld

Tastaturfolie und Drehknöpfe mögen weder Spritzer noch Lösemittel. Nach Jahren reagiert eine Taste nicht mehr, und der Drehgeber springt bei einer Umdrehung in beide Richtungen. Das Gerät schweißt weiter, aber das Einstellen eines Parameters dauert dreimal so lange.

Der Tausch der Folie oder des Drehgebers kostet etwa 500 bis 1.500 PLN netto. Das lohnt sich vor dem Verkauf, denn das Bedienfeld ist das Erste, was der nächste Nutzer beurteilt.

Was bei Geräten mit CMT hinzukommt

Bei CMT wird der Draht mit hoher Frequenz zurückgezogen und wieder vorgeschoben, es kommen also ein Antrieb im Brenner und ein Drahtpuffer zwischen Vorschub und Brenner hinzu. Das sind zwei Baugruppen, die eine gewöhnliche TPS nicht hat.

Der Antrieb im Brenner hat eigene Rollen und eigene Lager, die bei umkehrender Bewegung arbeiten. Ein verschlissener Antrieb zeigt sich durch den Verlust der Wiederholbarkeit des Kurzschlusses. Der Drahtpuffer muss sich frei bewegen, ein verschmutzter Puffer bringt einen Widerstand, der die Synchronisierung stört. Das sind aber Schlüsse vom Ende der Liste und nicht von ihrem Anfang.

Lauter Prozess bei CMT: die Reihenfolge der Prüfung

Ein lauter Prozess und Spritzer weisen für sich allein auf keine Baugruppe hin. Derselbe Versuch fällt bei verschlissenem Antrieb und bei falsch gewähltem Programm laut aus, deshalb führt man die Diagnose der Reihe nach, von den günstigsten Dingen zu den teuersten.

• Programm: ob die gewählte Kennlinie zu Werkstoff, Drahtdurchmesser und Gas passt und ob die Version der Software jene ist, für die das Programm entstand.
• Werkstoff: Sorte, Dicke, Zustand der Oberfläche. Fett, Rost, Zinkschicht und Feuchte verändern den Verlauf des Kurzschlusses.
• Gas: Art und Durchfluss nach Programm, Dichtheit von Schlauch und Druckminderer, kein Zug am Arbeitsplatz.
• Verschleißteile: Rollen, Andruckeinheit, Drahtführungsseele, Stromdüse, Lage des Schlauchpakets. Eine verschlissene Stromdüse gibt ein Anzeichen, das dem eines verschlissenen Antriebs täuschend ähnlich ist.
• Einstellungen: Korrektur der Lichtbogenlänge und der Dynamik, Höhe des freien Drahtendes, Winkel und Tempo der Brennerführung.
• Erst danach die Baugruppen: Antrieb im Brenner, Drahtpuffer, Zwischenschlauchpaket.

Bei der Annahme eines Geräts mit CMT machen wir einen Versuch auf Blech von 1 mm und beurteilen den Prozess nach Geräusch und Nahtoberfläche. Ist der Prozess nach der ganzen Liste, bei geprüftem Programm und neuen Verschleißteilen, weiterhin laut und wirft wiederholt Spritzer, suchen wir erst dann die Ursache im Antrieb, im Puffer oder im Schlauchpaket.

Was Sie selbst prüfen, ohne das Gerät zu öffnen

Bevor Sie den Service bestellen, sieben Sie die Störungen aus, die Sie vor Ort in einer Viertelstunde beheben. Die folgenden Schritte machen Sie am geschlossenen Gerät, ohne Deckel abzunehmen und ohne Messungen an spannungsführenden Teilen. Ein guter Teil der Meldungen, die in unsere Servicewerkstatt kommen, endet bei einer dieser Positionen.

• Lesen Sie den Fehlercode vom Bedienfeld ab und suchen Sie ihn in der Betriebsanleitung des Geräts. Die Anleitung sagt, was das Gerät meldet und was der Nutzer damit tun darf.
• Prüfen Sie den freien Durchgang von Lufteintritt und Luftaustritt sowie, ob das Gerät nicht an einer Wand oder unter dem Schleifer steht. Schon Staub kann die Einschaltdauer um mehr als zehn Prozent senken.
• Prüfen Sie Stand und Farbe des Kühlmittels im Behälter des Kühlgeräts, auf die in der Anleitung beschriebene Weise. Dunkles Kühlmittel mit Ablagerungen ist ein Signal zum Wechsel und nicht zum Nachfüllen.
• Tauschen Sie die Stromdüse und blasen Sie die Drahtführungsseele des Brenners durch. Die meisten Sprünge des Stroms kommen daher und nicht vom Leistungsmodul.
• Sehen Sie sich Zwischenschlauchpaket und Massekabel auf ganzer Länge an: Scheuerstellen, Quetschungen, Spuren von Kühlmittel, lose Masseklemme.

Verschwindet das Anzeichen nach diesen Schritten nicht, liegt die Ursache tiefer, und die weitere Diagnose verlangt ein geöffnetes Gerät oder Messungen unter Spannung.

Was Personal tut, das für die Arbeit nach Anleitung vorbereitet ist

Die Schritte dieser Liste führt eine Person aus, die für Arbeiten an diesem Gerät geschult ist, nach der Anleitung des Herstellers und nach den Vorschriften für Arbeiten an elektrischen Anlagen. Die Anleitung der TPS nennt die Zeit nach dem Trennen der Versorgung, nach der die Deckel abgenommen werden dürfen, denn die Kondensatoren des Zwischenkreises entladen sich mit Verzögerung.

• Abnehmen der Deckel nach dem Trennen und Sichern der Versorgung und nach dem Abwarten der in der Anleitung genannten Zeit; Beurteilung von Staub, Steckverbindern, Spuren von Kurzschlüssen und Undichtheiten.
• Ausblasen der Kühlkörper mit Druckluft bei gesenktem Druck, von der Seite und nicht direkt auf die Platine.
• Messung der Netzspannung unter Last, an der Steckdose, mit einem Messgerät der für diese Anlage passenden Messkategorie. Ein deutlicher Spannungsfall unter Last gegenüber dem Wert ohne Last, außerhalb der Toleranz vom Typenschild des Geräts, erklärt den Verlust an Strom ohne jede Störung des Geräts.
• Messung des Durchflusses des Kühlmittels im Rücklauf und der Temperatur des Kühlmittels nach der Prüfung unter Last.
• Auslesen des Fehlerspeichers und der Servicedaten mit dem Werkzeug des Herstellers.

Haben Sie vor Ort keine solche Person, halten Sie bei der vorigen Liste an und melden Sie das Gerät in einer Servicewerkstatt an. Ein abgenommener Deckel und ein Messgerät in der Hand sind keine Stufe der Diagnose für den Nutzer.

Die Prüfung unter Last, Schritt für Schritt

Keine der obigen Störungen zeigt sich bei fünf Sekunden Lichtbogen. Deshalb belasten wir jedes Gerät real, auf Werkstoff, unter den Nennbedingungen vom Typenschild. Das Verfahren hat vier festgelegte Elemente.

• Strom: Nennwert vom Typenschild für den gewählten Punkt der Einschaltdauer, zum Beispiel 400 A bei 40 Prozent.
• Zeitraum: 10 Minuten, davon 4 Minuten Lichtbogen und 6 Minuten Pause, nach demselben Punkt des Typenschilds.
• Dauer der Prüfung: mindestens drei volle Zeiträume, also 30 Minuten, damit sich die Temperatur des Geräts einstellen kann.
• Kriterium: In jedem Zeitraum hält das Gerät den eingestellten Strom und die Spannung über die ganze zulässige Lichtbogenzeit, ohne Abfall des Stroms und ohne Auslösen des Thermoschutzes.

Ins Protokoll schreiben wir die Umgebungstemperatur und die Netzspannung, denn beide verändern das Ergebnis, und ohne sie ist die Prüfung nicht vergleichbar. Getrennt prüfen wir die Reaktion auf ein Überschreiten der Einschaltdauer: Verlängern wir die Lichtbogenzeit bewusst über den Wert vom Typenschild hinaus, soll der Thermoschutz auslösen und das Gerät nach dem Abkühlen wieder arbeiten. Das ist richtiges Verhalten, und so beschreiben wir es, nicht als Störung.

Stufe	Was wir tun	Was wir ablesen
1. Besichtigung des Innenraums	Service, nach dem Trennen der Versorgung und dem Abwarten der Zeit aus der Anleitung: Deckel ab, Beurteilung von Staub, Steckverbindern, Spuren von Kurzschlüssen und Undichtheiten	Entscheidung, ob die Versorgung überhaupt angeschlossen wird
2. Kaltstart	Hochlauf, Durchgang durch das Menü, Test aller Tasten und Drehknöpfe	Funktion des Bedienfelds und des Speichers der Einstellungen
3. Drahtvorschub	Messung der Vorschubgeschwindigkeit bei 3 eingestellten Werten	Abweichung in Prozent, Stetigkeit zwischen den Versuchen
4. Kurzlichtbogen	Naht auf Blech von 3 mm, 120 bis 180 A	Stetigkeit der Zündung, Menge der Spritzer
5. Lange Belastung	Prüfung unter Last beim Nennstrom in der Einschaltdauer vom Typenschild, zum Beispiel 400 A bei 40 Prozent, also 4 Minuten Lichtbogen auf 10 Minuten	ob das Gerät den Strom in der zulässigen Einschaltdauer hält; ein Auslösen des Thermoschutzes nach Überschreiten der Einschaltdauer ist richtig und keine Störung
6. Kühlung	Durchfluss im Rücklauf und Temperatur des Kühlmittels nach der Prüfung	Zustand von Pumpe, Wärmetauscher und Durchgang des Kreislaufs
7. Schlauchpaket und Brenner	Bewegen des Schlauchpakets unter Last, Kontrolle der Dichtheit	Unterbrechungen des Lichtbogens, Undichtheiten, Fehler in der Verbindung

Was Sie in der Beschreibung des Geräts finden

Wir beurteilen ein Gerät nicht nach dem Datum auf dem Typenschild, sondern nach dem, was die Prüfung gezeigt hat. In der Produktkarte nennen wir das Ergebnis jeder der sieben Stufen, die Liste der getauschten Teile, die Liste des Satzes sowie fehlende Teile, falls es welche gibt. Das Prüfprotokoll erhalten Sie beim erweiterten Servicepaket.

Dazu kommt das erste Jahr des Basis-Servicepakets im Preis des Geräts. Weitere Jahre kaufen Sie dazu, dann werden Reparaturen günstiger, und für die Zeit der Reparatur stellen wir ein Ersatzgerät.

Wann sich eine Reparatur nicht mehr lohnt

Eine einfache Regel: Übersteigt der Kostenvoranschlag die Hälfte des Marktwerts eines funktionsfähigen Geräts, ist die Reparatur bereits eine Investition und keine Instandhaltung. Bei der TPS 4000 ist das meist der Moment, in dem Leistungsmodul und Zwischenschlauchpaket gleichzeitig getauscht werden müssen.

Reparatur	Nettokosten als Richtwert	Entscheidung
Lüfter, Kühlmittel, Rollen, Folie des Bedienfelds	800 bis 2.500 PLN	immer lohnend
Pumpe und Wärmetauscher des Kühlgeräts	600 bis 1.500 PLN	lohnend
Zwischenschlauchpaket 4 m	2.000 bis 4.500 PLN	lohnend, wenn der Rest in Ordnung ist
Kompletter Drahtvorschub	4.000 bis 9.000 PLN	zu rechnen, mitunter ist ein separater Vorschub günstiger
Leistungsmodul	6.000 bis 12.000 PLN	nur bei gutem Zustand des Rests
Leistungsmodul plus Schlauchpaket plus Vorschub	über 15.000 PLN	besser das Gerät tauschen

Im letzten Fall ist es sinnvoller, das Gerät in Zahlung zu geben. Wir bewerten es im Ankauf, auch im nicht funktionsfähigen Zustand, und rechnen es auf den nächsten Kauf an. Für die Zeit der Umrüstung können Sie ein Gerät aus der Vermietung nehmen, damit der Auftrag nicht stehen bleibt.

Bevor Sie über eine Reparatur entscheiden, vergleichen Sie sie mit der Berechnung der Kosten eines Schweißgeräts über fünf Jahre (Ratgeber auf Polnisch), denn dort sehen Sie, wo das Geld wirklich hingeht.

Bringen Sie das Gerät zur Prüfung

Die Diagnose mit Prüfung unter Last machen wir in Krotoszyn, meist an einem Arbeitstag. Rufen Sie vor der Anfahrt an, damit wir Arbeitsplatz und Kühlmittel vorbereiten, oder schauen Sie in die Kategorie gebrauchte MIG/MAG, wo jedes Gerät in unserer Servicewerkstatt geprüft ist.