Laserschweissen
Das Laserschweissen ist ein relativ junges Fügeverfahren, als Wärmequelle wird ein fokussierter Laserstrahl genutzt. Die hohe Energiedichte des Laserstrahls führt zu tiefem, schmalem Einbrand bei hoher Schweissgeschwindigkeit mit geringer Wärmeeinbringung und geringem Verzug.
Die berührungslose Arbeitsweise sorgt für einen nahezu verschleissfreien Werkzeugeinsatz. Das Laserschweissen kommt bei fast allen metallischen Konstruktionswerkstoffen zum Einsatz. Je nach Energiedichte werden Wärmeleitungs- und Tiefschweissen unterschieden. Als Strahlquellen kommen Kohlendioxid-, Festkörper- oder Dioden-Laser zum Einsatz.
CO2-Laser
Beim CO2-Laser (Kohlendioxid-Laser) wird der Laserstrahl durch ein Resonatorgas in der Laserquelle erzeugt. Die stahlerzeugende Komponente ist das CO2, wodurch dieser Lasertyp seinen Namen trägt. Die genaue Zusammensetzung eines Resonatorgas wird vom Hersteller der Laserquelle vorgegeben und darf nicht geändert werden.
Als Gas kommt hier zum einen das Resonatorgas (Betriebsgas) und zum anderen ein Schutzgas zum Einsatz.
Resonatorgase
Der Begriff Resonatorgase (Betriebsgase) bezieht sich auf die Gase die zur Erzeugung des Laserstrahls benötigt werden. In Abhängigkeit der Anordnung wird das Lasergas entweder aus den drei Reinkomponenten mithilfe eines integriertem Mischers erzeugt oder direkt aus einem Vorgemisch verwendet. Mehr und mehr setzen sich aber aufgrund der besseren Reproduzierbarkeit bereits fertig gemischte Resonatorgase durch.
Die Produktreihe Lasline von Messer bietet hier eine entsprechende Auswahl.
Schutzgase
Die beste Qualität bieten heliumreiche Schutzgase. Andere Schutzgase wie Argon oder Stickstoff verschlechtern die Strahlqualität. Die richtige Auswahl des Schutzgases muss der geforderten Schweissnahtqualität angepasst werden. Helium ist zwar immer eine verlässliche Standardlösung, mit am Grundwerkstoff angepassten Gasgemischen lassen sich jedoch oft Verbesserungen an Qualität und Wirtschaftlichkeit bewirken.
Festkörper-Laser
Festkörperlaser nutzen als laseraktives Medium künstlich gezogene YAG-Kristalle (YAG = Yttrium-Aluminium-Granat).
Typische Festkörperlaser, die in der Schweisstechnik eingesetzt werden, sind der YAG- oder auch Stablaser genannt, der Faserlaser sowie der Scheiben- bzw. Disc-Laser.
Zur Erzeugung des Laserstrahls werden keine Resonator- bzw. Betriebsgase benötigt. Mit Hilfe von beweglichen Fasern wird der Laserstrahl zur Schweissstelle geführt.
Schutzgase
An der Schweissstelle ist ein Schutzgase erforderlich. Damit wird zum einen die Laseroptik, und zum anderen das Bauteil vor Einflüssen aus der Umgebung geschützt.
Die Auswahl des Schutzgases ist massgeblich vom zu schweissenden Werkstoff abhängig. Als Standardgas gilt hier Argon.
Dioden-Laser
Hochleistungsdioden bilden die Basis für diesen Lasertyp.
Bei Dioden-Lasern werden keine Resonator- bzw. Betriebsgase für die Strahlerzeugung benötigt. Der Laserstrahl kann ebenfalls in eine Glasfaser eingekoppelt werden, sodass nur ein Schutzgas erforderlich ist, um das Bauteil vor Einflüssen aus der Umgebung zu schützen.
Strahlleistung beim Laserschweissen
Bei der Strahlleistung unterscheidet man beim Laserschweissen zwischen dem Wärmeleitschweissen und dem Tiefschweissen.
Wärmeleitschweissen
Das Wärmeleitschweissen benötigt nur geringe Leistungen. Die Energie des Lasers wird an der Oberfläche des Bauteils in Wärme umgesetzt, sodass sich ein Schmelzbad bildet, das die Wärmeenergie durch Konvektion weitergibt.
Tiefschweissen
Das Tiefschweissen benötigt höhere Leistungen, da das Metall nicht nur geschmolzen, sondern auch verdampft wird. Auf diese Weise dringt der Laser tief in das Werkstück ein und es bildet sich ein Keyhole (Schlüsselloch). In diesem Keyhole entsteht eine Plasmasäule, die die Energie des Lasers aufnimmt und an den Werkstoff weitergibt. Das Ergebnis ist ein kontinuierlicher Schweissprozess. Die aus dem Dampfkanal austretende Plasmawolke muss mit einem Schutzgas weggeblasen werden, da diese sonst die Laserenergie aufnehmen würde, ohne sie dem Schweissprozess zuzuführen.
Gase zum Laserschweissen
Auch beim Laserschweissen geht nichts ohne Gase.
Messer liefert Gase und Know-how für Ihren Bedarf.
Unsere Experten freuen sich mit Ihnen die geeigneten Betriebs- und Prozessgase sowie das benötigte Equipment für die Gasversorgung, entsprechend der spezifischen Anforderungen, auszuwählen.
Weitere Informationen finden Sie auf unserer Seite „Gase zum Laserschweissen“.
Gasversorgungsanlagen
Zusätzlich plant, liefert, montiert und wartet Messer das zugehörige Equipment für die Gasversorgung, um die erforderliche Qualität der verwendeten Gase sicherstellen zu können.
Gerne nehmen wir Ihre Anfrage online unter info@messer.ch entgegen oder rufen Sie uns unter Telefon +41 (0)62 886 41 41 an.
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