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Laserschweißen

Hohe Festigkeiten und geringer Verzug zeichnen das Schweißen mit Diodenlasern aus. Bei hohen Geschwindigkeiten lassen sich exzellente Nahtoberflächen am Werkstück erzielen.

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Laserstrahl­schweißen in der Industrie

Kaum ein industrieller Zweig kommt heute ohne Laserschweißen aus, denn in beinahe jedem Fertigungsprozess gibt es Metalle oder Kunststoffe, die gefügt werden müssen.
Das Laserstrahlschweißen ist die Alternative zu konventionellen Schweißverfahren.
Das Laserschweißen ist optimal geeignet, insbesondere dann, wenn hohe Schweißgeschwindigkeiten, schmale Schweißnähte und geringer thermischer Verzug nötig sind.

In vielen lasergestützten Fügeprozessen kommen Diodenlaser zum Einsatz. Unterschieden wird im Wesentlichen in Laserlöten, Wärmeleitungsschweißen und Tiefschweißen mit Lasern.

Beim Laserstrahllöten wird generell ein Zusatzwerkstoff aufgeschmolzen. Dieser Zusatzwerkstoff benetzt die Oberflächen der zu verbindenden Bauteile und fügt diese somit nach dem Erstarren. Dieses Verfahren wird vorwiegend in der Automobilindustrie beim Fügen von Stahlkarossen eingesetzt.

Wärmeleitungsschweißen und Tiefschweißen lassen sich demgegenüber keiner Branche oder einzelnen Applikation direkt zuordnen. Diodenlaser werden zum Schweißen von folgenden Bauteilen eingesetzt: Steuerschränke, Sensorgehäuse, Faltenbälge, elektronische Geräte, Batterien, Bleche in verschiedensten Verwendungen, beschichtete und unbeschichtete Bleche, Rohre und Profile, Wärmetauschern, Sägeblättern und Bandsägen, Dickblech im Schiffbau, Trinkwasserrohren, Spülbecken, Tailored Blanks, Automobilkarossen aus Stahl und Aluminium, Bierfässern und viele mehr.

Vorteile des Laserschweißens

Prozesstechnik

Durch prozessbedingte Vorteile, wie beispielsweise hohe Schweißgeschwindigkeiten oder hohe Automatisierungsgrade, nimmt das Laserstrahlschweißen nach EN ISO 4063 Prozess 52 zunehmend eine Schlüsselfunktion in der Produktionstechnik ein. Mittels schmaler und schlanker, fast paralleler Nahtflanken können ressourcensparende Nahtvorbereitungen verwendet werden, die in geringen Schrumpfungen resultieren.
Letztere sind ebenfalls mittels des Laser-MSG-Hybridschweißens umsetzbar, welches durch Synergieeffekte die Vorteile aus zwei verschiedenen Schweißverfahren kombiniert. Dieses gewährleistet insbesondere eine größere Spaltüberbrückbarkeit und reagiert folglich unempfindlich auf Toleranzen innerhalb der Schweißnahtvorbereitung.

Werkstofftechnik

Unabhängig von der Blechdicke und der Bauteilgeometrie sind unterschiedliche Werkstoffkombinationen beginnend von hochlegierten Stählen bis hin zu NE-Metallen frei von Unregelmäßigkeiten mit Laserschweißgeräten umsetzbar.

Neben diesen nehmen unterschiedliche Materialpaarungen in der heutigen Anwendungstechnik einen stetig wachsenden Stellenwert ein. Die dabei zu erfüllenden mechanisch-technologischen Eigenschaften, wie beispielsweise für Tailored Blanks, stehen im Vordergrund der jeweiligen Fügeaufgabe. Diese korrelieren mit der Wärmeführung des Prozesses, die durch spezielle Optiken oder dem Zuführen von Kalt- bzw. Heißdraht beeinflusst werden kann.

Heat conduction welding process without welding seams

Laserstrahlschweißen versus Laserstrahllöten

Was unterscheidet eigentlich Laserschweißen vom Laserlöten und welche Vorteile bieten Diodenlaser beim Metallschweißen?
In unserem Video gibt es einige grundlegende Antworten und interessante Beispiele.

Wenn Sie Fragen haben oder mehr zu Anwendungen und Prozessen beim Laserschweißen erfahren möchten, kontaktieren Sie uns gerne.

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Laserschweiß­anlagen im Karosseriebau

Höchstmögliche Anlagenverfügbarkeit und Prozessstabilität im Drei-Schichtbetrieb: Das sind Forderungen der Automobilindustrie, die der Diodenlaser in vielen Anwendungen seit Jahren unter Beweis stellt. Von Fügeprozessen, wie Schweißen oder Löten, über die Wärmebehandlung von Bauteilen bis hin zur Beschichtung von Presswerkzeugen ist er das
optimale Schweißgerät für die Automobilproduktion.

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Car body welded together with laser welding systems by Laserline diode lasers
Remote laser welding used for ships’ sides with Laserline diode lasers

Laser-Remoteschweißen

Um beim Schweißen von Automobilkarosserien oder Schiffswänden eine schnellere und flexiblere Prozessführung zu erreichen, wird immer häufiger das Remote - Laserschweißen eingesetzt. Da der Laserstrahl hier von einem Laser Roboter aus einer Entfernung von über einem Meter auf das Werkstück gerichtet wird, erfordert die Anwendung die Verbindung von hoher Laserleistung und hoher Strahlqualität. Laserline LDF Diodenlaser mit Strahlkonverter bieten hier eine optimale Systemlösung bei der speziellen Art des Tiefschweißens.

Schweißen von Tailored Blanks

Beim laserbasierten Tailored-Blanks-Schweißen werden aus mehreren Teilblechen Formplatinen zusammengesetzt, die später zu Karosserieteilen umgeformt werden. Das Verfahren laboriert jedoch oft an ineffizienten und schmutzanfälligen Lasern, die überdies unschöne Metallspritzer auf Blech und Schweißoptik hinterlassen. Laserline Diodenlaser generieren ein extrem ruhiges Schmelzbad, das kaum Spritzer erzeugt. Sie halten auch staub- und feuchtigkeitsintensiven Prozessumgebungen sicher stand.

A Blank and a tailored, shaped blank welded with laser by Laserline diode lasers
Heat conduction welding of coppper components by Laserline diode lasers
Diodenlaser im Laser Metallschweißen

Nachdem wir eingangs in unserer kleinen Serie geklärt haben, was ein Diodenlaser überhaupt ist, kommen wir heute erstmals zu den Anwendungsfeldern. Diese sind, wie schon erwähnt, sehr breit gefächert - doch es gibt natürlich Schwerpunktbereiche, in denen sich Diodenlaser besonders hervortun. Einer davon sind Metallschweißverfahren.

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