Laserschweißen praxisnah und einfach erklärt

Laserschweißen (EN ISO 4063: Prozess 52) ist ein innovatives Verfahren zum Fügen von Metallen und Kunststoffen. So können mit dem Laser die Oberflächen von Werkstücken verbunden oder tiefe Schweißnähte erzeugt werden. Auch lassen sich aufgrund der kleinen Materialschmelze und einer steuerbaren Schmelzdauer Werkstoffe verbinden, welche mit den konventionellen Schweißverfahren nur schwer oder gar nicht schweißbar sind. Die Wärmeentwicklung ist selbst bei hoher Laserleistung wesentlich geringer, als beim Plasma- und Lichtbogenschweißen. Dabei kommen je nach Anforderung die Verfahren Punkt-, Naht-, und Direktschweißen zum Einsatz.

Aufgrund der umfangreichen Vorzüge gegenüber den konventionellen Fügeverfahren ist das Laserschweißen zu einer unverzichtbaren Basistechnologie auf dem Gebiet der Schweißtechnik geworden. So ermöglicht der Laser das berührungslose Fügen der unterschiedlichsten Werkstoffe mit einer geringen thermischen Beeinflussung des Materials. Der Schweißvorgang erfolgt mit hohen Schweißgeschwindigkeiten und ein hoher Automatisierungsgrad garantiert die Fertigung toleranzgenauer Schweißnähte, weshalb das Schweißen mit dem Laser auch aus wirtschaftlichen Gründen sich in vielen Bereichen der Industrie als fester Bestandteil zum Fügen von Bauteilen etabliert hat.

Vom kleinsten Schweißpunkt bis zu einer durchlaufenden Naht können mit dem Laser maßgenau realisiert werden. Dabei lassen sich feinste Nahtgeometrien mit hohen Schweißgeschwindigkeiten fertigen. Die Schweißresultate sind Schweißpunkte mit Durchmessern unter 0,1 mm und perfekte Maßgenauigkeiten +- 0,01 mm. Das Punkten erfolgt auf modernsten Anlagen mit einzelnen Laserpulsen oder im Dauerstrichbetrieb. Die Art der Schweißnaht, ob überlappt oder stumpf, ist dabei abhängig von der geforderten Zugfestigkeit und thermischen Beeinflussung des Materials.

Sie möchten einen schnellen Bearbeitungsprozess ohne zeitaufwendige Bewegungen des Werkstückes oder Schweißkopfes? Dann führt am Scannerschweißen kein Weg vorbei. Bei diesem automatisierten Laserschweißverfahren bilden Roboter, Scanner und der als Strahlquelle eingesetzte Faserlaser ein perfekt aufeinander abgestimmtes Team, welches einfache 2D-Schweißaufgaben und komplexe 3D-Formen mit hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten realisiert. So können gerade in der Serienproduktion die Fertigungszeiten beim Schweißen optimiert werden.

Das Schweißen mit dem Laser erfolgt meist ohne Zuführung von Zusatzwerkstoffen. Bei diesem innovativen Schweißverfahren wird der Laserstrahl mit einer Fokussieroptik gebündelt und die Einschweißtiefe durch die Position zur Werkstückoberfläche festgelegt. Durch den minimalen Durchmesser des Laserstrahls von nur einigen Zehntel Millimetern ist die Energiekonzentration am Brennfleck sehr hoch. Das Umwandeln von Licht in Wärme auf der Werkstoffoberfläche bewirkt ein schnelles Schmelzen des Materials. Die so entstandenen Schweißnähte werden mit einer hohen Geschwindigkeit abgekühlt. Dadurch ist der thermische Verzug des Materials sehr gering.

Laserauftragsschweißen ermöglicht die Instandsetzung sowie Modifikation mit neuwertiger Qualität und eine Optimierung des Verschleiß- und Korrosionsschutzes bestehender Bauteile. Der Schweißprozess erfolgt dabei je nach Anforderung manuell oder automatisiert unter Zugabe von Zusatzwerkstoffen wie Draht oder Pulver, welche durch die Laserstrahlung aufgeschmolzen und sich mit dem Grundwerkstoff metallurgisch verbinden. Dabei können Flächenaufträge mit Drahtdurchmessern von 0,1 mm bis 0,8 mm fehlerfrei realisiert werden.

Mit dem Laser lassen sich Rohre und Profile auf höchstem Qualitätsniveau schweißen. Dabei lassen sich gegenüber den konventionellen Schweißverfahren wesentlich höhere Prozessgeschwindigkeiten von bis zu 60m/min mit feinsten Schweißnähten erzielen. Mit dem Laser geschweißte Rohre überzeugen mit einer hohen Korrosionsbeständigkeit und guten Umformbarkeit. Das berührungslose Fügen mit einer schmalen Wärmeeinflusszone garantiert einen geringen Verzug der Teile, weshalb in den meisten Fällen eine mechanische Nachbearbeitung entfällt.