キーホール溶接

レーザ加工プロセス

キーホール溶接では、材料は非常に高いビーム硬度で加工されます。熱伝導溶接の場合とは違い、これによって溶液を一部排除し、蒸気キャピラリー(キーホール)の形成につながる金属溶液および金属蒸気も発生します。このプロセスは、高い加工速度で実施可能です。熱影響部は常に狭く制限されており、材料の歪みもそれに応じてわずかになります。細く、均等に構成された溶接シームが後に残り、その深さはしばしば幅よりも溶け込みが深くなります。

半導体レーザのプロセスの利点

加工対象物およびレーザ光学系に飛び散った金属の量を最小限にし、滑らかできれいな溶接シームにする安定した溶融池が、レーザーライン半導体レーザの大きなプラスポイントです。保護等級 IP54 により、レーザーは保護ハウジングがなくても、厳しい使用環境での安定した加工を保証します。最大50 %の高い電気効率および堅牢な技術が、レーザーラインシステムを信頼でき、非常に経済的なキーホール溶接用ツールにしています。装置は30,000操作時間以上に設計されており、非常に耐用年数が長く、保守コストもわずかです。

応用例

50 kWレーザ出力の厚板溶接

厚さが10~25 mmの金属板を溶接するプロセスは、様々な産業上の用途で利用されるようになっています。現在、レーザベースのプロセス用として、シーム対策はこの分野で重要で、可変クリアランスはしばしば避けることができず、確実かつ効果的にブリッジされなくてはなりません。50 kWのレーザ出力および最大4 mmのスポットサイズにより、レーザーラインはLDFシリーズ半導体レーザを使用してこの用途にも適切なシステムソリューションを提供しています。 

Vom Schweißen dicker Bleche

Wer dickwandige Stahlbleche verschweißen will, muss bisher langwierige Prozesse und auch störende Materialverzüge in Kauf nehmen. Das Tiefschweißen mit fasergekoppelten Hochleistungsdiodenlasern von Laserline spart Zeit und Kosten.

Das Bohren dicker Bretter ist seit langem eine beliebte Metapher für Beharrlichkeit. Vom Schweißen dicker Bleche ist seltener die Rede, Beharrlichkeit aber ist auch hier gefragt – jedenfalls dann, wenn man die etablierten Verfahren einsetzt. Davon können Anwender ein Lied singen, die sich entweder für das Unterpulver-Schweißen (UP) oder das Metall-Aktivgas-Schweißen (MAG) entschieden haben. Um beispielsweise die dicken Stahlwände von Schiffen im Stumpfstoß zu fügen, muss bei beiden Verfahren eine Schweißnahtvorbereitung durchgeführt und beim typischen MAG-Schweißen mehrlagig geschweißt werden. Das braucht seine Zeit. Sind die Bleche stärker als 20 Millimeter, führt oft auch kein Weg daran vorbei, sie von zwei Seiten zu schweißen oder eine Badsicherung zu verwenden. Schneller wird man so nicht, und der nächste Zeitfresser wartet schon. Denn der hohe Wärmeeintrag der konventionellen Schweißverfahren hinterlässt seine Spuren: Er beeinträchtigt die Stahlstruktur der Bleche über den Nahtbereich hinaus und kann zum Verzug der Bauteile führen. Dann drohen aufwändige Nachbearbeitungen.

Nun sind durch MAG- oder UP-Schweißen erzeugte Nähte unbestritten sehr stabil und tolerieren auch eine suboptimale Nahtvorbereitung. In der Praxis haben sie sich über viele Jahrzehnte hinweg bewährt. Doch das heißt nicht, dass man es nicht noch besser machen könnte. Denn die vergleichsweise langsamen Prozesse und Materialverzüge, die beim MAG-Schweißen in Kauf genommen werden müssen, sind ein wirtschaftliches Problem. Und das nicht nur beim Schiffbau – denn die Aufgabe des Dickblechschweißens stellt sich auch an vielen anderen Stellen, etwa bei Rohrsystemen für Erdöl- und Erdgas-Pipelines oder bei den Fundamenten von Off-Shore-Windkraftanlagen.

Auf jedem dieser Anwendungsfelder drängt sich immer wieder die Frage auf, wie sich die Schweißprozesse effizienter und damit wirtschaftlicher gestalten lassen.

アルミニウム溶接

目に見える視認範囲に取り付けられているアルミニウムトリムには、滑らかで見た目の良い溶接シームが要求されます。レーザーライン半導体レーザは、この要求に優れた結果を実現します。作成された接合箇所は均等な形状で、後処理は必要ありません。常に必要なアルミニウムシリコン(AlSi)製の溶加材(これにより、熱分解を防止します)は、レーザーライン半導体レーザによる溶接時に二つの方法で塗布することができます。触知式加工光学系により、またはレーザーラインが自社で開発した補助ワイヤーによるトリプルスポットプロセスを使用したこのプロセスでは、メイン集光スポットに二つの予備スポットが付け加えられており、最初にワイヤー溶融範囲の端のコーティングを除去します。この予備作業により、境界エリアに材料が入ることなく、管理された溶融加工が行われます。

Audi社およびその他の機器サプライヤーとの密接な協力の中で、3年間のプロセス実験が実施され、アルミニウム溶接のための半導体レーザに対する要求が定義されました。