Energieverbrauch beim Schweißen senken – aber wie?

Wenn regelmäßig Stromstärken von bis zu 700 Ampere durch den Lichtbogen gejagt werden, ist eines sehr schnell klar: Schweißen ist ein energieintensiver Prozess. Stellt sich die Frage: Kann hier Energie eingespart werden? Die Antwort lautet Ja. Eine Schlüsselrolle spielen dabei energieeffiziente Schweißgeräte und -prozesse. Wir zeigen Ihnen 5 Eigenschaften, die ein energieeffizientes Schweißgerät mitbringen sollte.

Wie viele andere technische Verfahren hat auch Schweißen Auswirkungen auf die Umwelt: Ressourcen wie Energie, Schutzgas, Schweißdraht und verschiedene Verschleißteile werden verbraucht, gleichzeitig dringt Schweißrauch in die Atmosphäre ein.

Um beim Schweißen Ressourcen einzusparen, gibt es eine Vielzahl an Möglichkeiten: angefangen bei der ressourcenschonenden Herstellung des Schweißgeräts über die Verwendung von langlebigen, reparierbaren und recycelbaren Geräten, den Einsatz von Multiprozessgeräten bis hin zur optimierten Anwendung von Verschleißteilen. Doch wie sehen die Einsparungspotenziale beim Stromverbrauch aus?

Grundsätzlich kann gesagt werden: In puncto Energieeffizienz spielen die technischen Eigenschaften des verwendeten Schweißgeräts eine wesentliche Rolle. Also: Welche technischen Merkmale muss ein Schweißgerät mitbringen, damit man möglichst energiesparend schweißt?

Inverter-Technologie statt alte analoge Schweißgeräte

Die 1981 erstmals auf den Markt gebrachte Transarc 500 mit Inverter-Technologie stellt einen Quantensprung in der Entwicklung von Schweißgeräten und Schweißprozessen dar. Im Vergleich zu den bis dato verbreiteten, relativ einfach aufgebauten analogen Schweißgeräten brauchen Inverter-Schweißgeräte um bis zu ein Drittel weniger Strom.

Dass Inverter-Geräte deutlich energieeffizienter sind, merkt man in der Praxis daran, dass diese im Vergleich zu analogen Modellen kaum erhitzen. Der von den Inverter-Geräten gezogene Strom wird also tatsächlich zum größten Teil zum Schweißen verwendet, während bei analogen Schweißgeräten ein nicht unwesentlicher Teil der Energie in Form von Hitze verschwendet wird. Ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal zeigt sich auch generell darin, dass Inverter-Schweißgeräte durch den deutlich kleineren Schweißtrafo in ihrem ganzen Design kompakter, leichter und damit auch mobiler sind als analoge Schweißgeräte.

Wer also heute noch ein analoges Schweißgerät sein Eigen nennt, hat allein durch einen Wechsel zur Inverter-Technologie schon viel in Richtung Energieeffizienz unternommen.

Inverter-Gerät ist nicht gleich Inverter-Gerät

Doch auch zwischen verschiedenen Inverter-Geräten gibt es im Hinblick auf den Energieverbrauch messbare Unterschiede, zumal führende Hersteller von Schweißgeräten darum bemüht sind, die Energieeffizienz ihrer Produkte kontinuierlich zu optimieren.

So trägt die Leistungsfaktor-Korrektur in modernen Inverter-Schweißgeräten dazu bei, den Wirkungsgrad zu erhöhen. Bei Modellen mit einem Leistungsfaktor von über Cos φ 0,95 wird fast die gesamte Energie, die für das Schweißen aus dem Stromnetz gezogen wird, auch genau dafür eingesetzt.

Grundsätzlich lässt sich sagen, dass Inverter-Geräte auf dem neuesten Stand der Technik weniger Strom verbrauchen als Geräte, die technisch bereits etwas in die Jahre gekommen sind. Eine von Fronius Anfang 2024 durchgeführte Versuchsreihe kann dies bestätigen: Dabei wurde ein modernes Inverter-Modell im industriellen Praxisbetrieb mit einem Inverter-Gerät mit etwas älterer Technologie direkt verglichen. Das Ergebnis war eindeutig: Das ältere Inverter-Schweißgerät verbraucht jährlich um 255 kWh mehr an Strom.

Das mag – auf die Stromkosten des einzelnen Geräts bezogen – eher vernachlässigbar sein. Bei weltweit unzähligen Schweißgeräten im Einsatz macht es im Hinblick auf den Gesamtenergieverbrauch, die benötigten Kraftwerkskapazitäten und den für die Stromerzeugung nötigen Ressourceneinsatz jedoch einen Unterschied, ob ein Schweißgerät pro Jahr um 255 kWh mehr Energie benötigt.

Digitalisierung steigert Energieeffizienz

Die Weiterentwicklung der Hardware nimmt in der Schweißtechnik zwar nach wie vor eine bedeutende Rolle ein, wesentliche Neuerungen spielen sich heute aber in Verbindung mit der Software ab: Digitale Innovationen bilden die Basis für neue Schweißverfahren und -prozesse, die Schweißen effizienter machen – und sich nicht zuletzt auch auf den Energieverbrauch auswirken.

Ein Beispiel dafür ist der von Fronius entwickelte CMT-Prozess, wobei CMT für Cold Metal Transfer steht: Er zeichnet sich durch eine exakt geregelte Stromzufuhr, einen äußerst stabilen Lichtbogen und einen sehr niedrigen Wärmeeintrag aus. Dadurch wird der Verzug des Grundwerkstücks vermindert und die Menge an Ausschuss reduziert. All diese Faktoren tragen dazu bei, Energie einzusparen.

Moderne Schweißprozesse = zügigeres Schweißen = weniger Energieverbrauch

Schweißprozesse, die höhere Schweißgeschwindigkeiten bei gleich hoher oder besserer Lichtbogenstabilität gewährleisten, wirken sich ebenfalls positiv auf den Energieverbrauch aus. Ein gutes Beispiel hierfür ist der Schweißprozess Pulse Multi Control (PMC):

Der optimierte Impulslichtbogen ermöglicht einen sehr stabilen Lichtbogen bei gleichbleibender oder sogar höherer Nahtqualität, eine 15–20 % höhere Schweißgeschwindigkeit und einen entsprechend verringerten Energieeintrag ins Grundmaterial – im Vergleich zum herkömmlichen Impulslichtbogen. Die technische Grundlage für Schweißprozesse wie PMC bilden vor allem digitale Einbrand- und Lichtbogenstabilisatoren.

Leistungsangepasste Kühlung

Der Brenner der meisten Hochleistungs-Schweißgeräte im MIG/MAG-Bereich wird mittels Kühlflüssigkeit gekühlt – und das leider nicht immer besonders energieeffizient: In vielen älteren Schweißgeräten zirkuliert die Kühlflüssigkeit immer in derselben Geschwindigkeit, unabhängig davon, wie viel Energie in den Lichtbogen eingebracht wird und wie groß demnach die Hitzeentwicklung vorn am Brenner ist.

Leistungsangepasste Kühlung bedeutet, dass die Kühlung permanent an den jeweiligen Stromverbrauch und damit an die Hitzeentwicklung am Schweißbrenner gekoppelt ist. Es wird immer nur jene Menge an Energie zum Kühlen verwendet, die für ein optimales Schweißergebnis nötig ist. Energiefressendes unnötiges Kühlen wird vermieden.

Und was können Schweißerinnen und Schweißer direkt tun?

Die oben genannten Punkte beziehen sich alle auf technische Eigenschaften, die ein energiesparendes Schweißgerät mitbringen sollte. Greifen Schweißerinnen und Schweißer zu einem modernen und energieeffizienten Inverter-Gerät, haben sie bereits einen wesentlichen Beitrag zum Energiesparen geleistet.

Darüber hinaus empfiehlt es sich, am Gerät moderne Schweißprozesse einzustellen – mit denen einfacher, qualitativ besser und meist auch energieeffizienter geschweißt werden kann. Je sauberer Schweißfachkräfte ihre Arbeit erledigen, desto weniger Nacharbeiten sind nötig – und desto weniger Energie wird insgesamt verbraucht.

Fazit:

Eine hohe Schweißnahtgüte und Energiesparen beim Schweißen sind alles andere als ein Widerspruch – sie gehen Hand in Hand. Schweißerinnen und Schweißer, die auf modernen Schweißgeräten hochwertige Schweißnähte effizient, nahezu spritzerfrei und zeitsparend herstellen, leisten nicht nur hervorragende Arbeit. Sie agieren auch nachhaltig im ökologischen und ökonomischen Sinn – einfach, indem sie mit Energie und unseren natürlichen Ressourcen so effizient und sparsam wie möglich umgehen.

Sie möchten mehr zum Thema ressourcenschonendes Schweißen wissen? Die Beiträge „Schweißen und Nachhaltigkeit: Wie passt das zusammen?“ sowie „Nachhaltigkeit bei Fronius: Was unternehmen wir?“ geben Ihnen weiterführende Einblicke. Und wenn Sie erfahren möchten, wie Ihr Schweißgerät langsamer altert, empfehlen wir Ihnen den Artikel „8 Anti-Aging-Tipps für Ihr Schweißgerät“. Viel Spaß beim Lesen!