Laserschweißen
Laserschweißen
Feinste, filigrane Bauteile und Strukturen können mittels Laserschweißen sehr sauber und verzugsarm verschweißt werden. Dabei sind fast alle metallischen Werkstoff vom Aluminium über Stahl bis hin zum Titan schweißbar.
Der geringe Wärmeeintrag und die hohen Abkühlgeschwindigkeiten des Laserschweißens führt in den meisten Fällen zu einer höheren Festigkeit des Schweißgutes als des Grundwerkstoffes. Sie kann genutzt werden, sehr feine, schmale Schweißnähte mit hoher Tragkraft zu erzeugen.
Der Laserstrahl kann passgenau eingestellt werden, um reproduzierbar auf wenige Zehntelmillimeter die immer gleiche Einschweißtiefe zu produzieren.
Die erreichbaren Temperaturzyklen im Material lassen auch das schweißen von mit konventionell nicht schweißbaren Werkstoffen zu.
Laserschweißen von Edelstahl ist eine täglich bei innojoin durchgeführte Aufgabe. Die Legierungen an Edelstahl, die lasergeschweißt werden, reicht von einfachem V2A bis zu hochlegierten Edelstählen.
Komplexe Geometrie und unzugängliche Schweißstellen sind für den Laser gut geeignet.
Vom manuell geführten Laser bin hin zur automatisierten Roboterzelle können bei innojoin individuelle Reparaturen von Spritzgussformen, massiven Umformwerkzeugen aber auch das Laserschweißen von Rohren von mehreren Metern Länge umgesetzt werden.
Alle innojoin Prozesse sind durch eine nach ISO 15609-4 erstellte Schweißanweisung dokumentiert. Viele der Schweißanweisungen werden bei innojoin zusätzlich durch den TÜV oder andere Klassifizierungsgesellschaften abgenommen und freigegeben.
Für feine Schweißnähte mit extrem niedrigen Wärmeeintrag kommt bei innojoin ein gepulster Nd:YAG Laser zum Einsatz. Drei Laseranlagen mit Knickarmrobotern und Drehachsen sind an Diodenlaser und Scheibenlaser von 4 bis 8 kW Laserleistung angeschlossen.
Was ist Laserschweißen?
Das Laserschweißen ist ein hochpräzises Fügeverfahren, bei dem Bauteile mithilfe eines fokussierten Laserstrahls lokal aufgeschmolzen und dauerhaft miteinander verbunden werden. Die Energie des Lasers wird dabei in einem sehr kleinen Bereich eingebracht, wodurch eine schmale, tiefe Schweißnaht mit minimaler Wärmeeinflusszone entsteht.
Das Verfahren wird insbesondere dort eingesetzt, wo hohe Anforderungen an Präzision, Festigkeit und Bauteilqualität bestehen – etwa im Maschinenbau, der Automobilindustrie, der Medizintechnik oder im Werkzeugbau.
Funktionsweise des Verfahrens
Beim Laserschweißen wird der Laserstrahl auf die Fügezone der Werkstücke fokussiert. Durch die hohe Energiedichte entsteht ein Schmelzbad, in dem die Bauteilkanten miteinander verschmelzen. Nach dem Erstarren bildet sich eine feste, metallurgische Verbindung.
Je nach Anwendung kann das Laserschweißen mit oder ohne Zusatzwerkstoff erfolgen. Typische Varianten sind das Tiefschweißen (Keyhole-Schweißen) sowie das Wärmeleitungsschweißen, die sich hinsichtlich Eindringtiefe und Energieeintrag unterscheiden.
Vorteile des Laserschweißens
Das Verfahren bietet eine Reihe technischer und wirtschaftlicher Vorteile:
- Sehr hohe Präzision und reproduzierbare Qualität
- Geringe Wärmeeinflusszone und minimaler Verzug
- Hohe Schweißgeschwindigkeit und Effizienz
- Schmale, saubere Schweißnähte mit geringer Nacharbeit
- Geeignet für filigrane und komplexe Bauteile
- Automatisierbar und gut in Fertigungslinien integrierbar
- Hohe Festigkeit der Schweißverbindungen
Typische Anwendungsbereiche
Laserschweißen wird in vielen Industriezweigen eingesetzt, insbesondere dort, wo hohe Qualitätsanforderungen und komplexe Bauteilgeometrien gefragt sind. Typische Anwendungen sind:
- Karosserie- und Strukturbauteile im Automobilbau
- Präzisionsbauteile im Maschinen- und Anlagenbau
- Medizintechnische Komponenten und Implantate
- Elektronik- und Sensorgehäuse
- Werkzeug- und Formenbau
- Feinmechanische Baugruppen
Geeignete Werkstoffe
Das Laserschweißen eignet sich für eine Vielzahl metallischer Werkstoffe. Besonders häufig verarbeitet werden un- und niedriglegierte Stähle, Edelstahl, Aluminiumlegierungen sowie Nickel- und Titanlegierungen. Die genaue Schweißeignung hängt dabei stark von Wärmeleitfähigkeit, Reflexionsverhalten und Legierungszusammensetzung ab.
Qualität und Prozesskontrolle
Durch die präzise Steuerbarkeit des Laserprozesses lassen sich Schweißnähte sehr exakt reproduzieren. Moderne Anlagen ermöglichen eine hohe Prozessüberwachung, wodurch Qualitätsschwankungen minimiert werden. Dies ist insbesondere in sicherheitskritischen Anwendungen ein entscheidender Vorteil.
Wirtschaftlichkeit und Effizienz
Laserschweißen ermöglicht kurze Bearbeitungszeiten, geringe Nachbearbeitung und eine hohe Automatisierbarkeit. Dadurch eignet sich das Verfahren besonders für Serienfertigung und anspruchsvolle industrielle Anwendungen, bei denen Qualität und Produktivität gleichermaßen wichtig sind.
Laserschweißen bei Innojoin
Innojoin bietet maßgeschneiderte Laserschweißlösungen für anspruchsvolle Fügeaufgaben. Durch den Einsatz moderner Lasertechnologie und fundiertes Prozesswissen entstehen hochfeste, präzise und wirtschaftliche Schweißverbindungen für unterschiedlichste Branchen und Anwendungen. Neben dem Laserschweißen von Edelstahl werden bei innojoin auch Werkstoffe wie Titan, Niob oder Aluminium lasergeschweißt.