Ist Laserschweißen wirklich das bessere Schweißen?
Generationen von Schweißern haben unter Schweißen vor allen Dingen das Lichtbogenschweißen verstanden, doch in den letzten Jahren kommt mehr und mehr auch die Methode des Laserschweißens auf. Was ist Laserschweißen und was sind die Vorteile des Laserschweißens?
Schweißen ohne Zusatzwerkstoffe
Das Besondere beim Laserschweißen ist, dass man keine Zusatzwerkstoffe zuführen muss. Beim Laserschweißen wird durch Fokussierung des Laserstrahls genau festgelegt, wie groß die Einschweißtiefe ist. Der Laserstrahl selbst hat nur einen sehr kleinen Durchmesser von wenigen Zehntel Millimetern.
Nur an dem Brennfleck, wo er auftritt, ist die Energiedichte sehr hoch. Weil dort das Laserlicht auf den Werkstoff trifft, schmilzt dort das Material. So schnell wie das Material dort schmilzt, kann es auch wieder abgekühlt werden. Das führt zu geringem thermischem Verzug des Materials.
Vorteile des Laserschweißens
Gegenüber herkömmlichem Schweißen mittels Lichtbogen hat das Laserschweißen einige deutliche Vorteile:
- Ganz punktgenauer Energieeintrag möglich.
- Keine Kraftübertragung notwendig.
- Berührungslose Technik.
- Schweißen auch komplizierter Geometrien ist möglich.
- Nur geringe thermische Materialbeeinflussung.
- Sehr präzise Maßgenauigkeiten möglich im Bereich von plus/minus 0,01 mm.
- Laserschweißen ermöglicht hohe Schweißgeschwindigkeiten.
Nachteile von Laserschweißen
Der Nachteil der Laserschweißtechnik ist, dass die Anschaffung der Laseranlagen mit einem hohen Kostenaufwand verbunden ist. Einige Firmen haben sich auf das Laserschweißen spezialisiert und bieten Technik und Knowhow anderen Firmen an.
Bei Anwendung der Lasertechnik ist ein abgeschlossener und gesicherter Arbeitsraum notwendig, damit die Laserstrahlen nicht z.B. andere Personen verletzten oder gefährden. Wer mit Lasergeräten umgeht, muss spezielle Schulungen mitmachen.
Automatisierung ermöglicht ganz genaue Schweißnähte
Da sich der Schweißprozess beim Laserschweißen automatisieren lässt, sind sehr toleranzgenaue Schweißnähte möglich. Mit Hilfe der Laserschweißtechnik können sowohl kleine Schweißpunkte realisiert werden als auch durchlaufende Schweißnähte.
Auch Laserauftragsschweißen ist möglich
Mit Laser ist auch das Auftragsschweißen möglich, dabei wird durch die Laserstrahlen z.B. Draht oder Pulver aufgeschmolzen und verbindet sich dann mit dem Grundwerkstoff. Mit Laser ist es leicht möglich, auch Flächenaufträge mit Draht zu realisieren, wenn die Drahtdicke nur 0,1 bis 0,8 mm beträgt.
Laserschweißen macht auch vor Kunststoffen nicht halt
Mit der Laserschweißtechnik können auch zwei Werkstücke aus Kunststoff miteinander verbunden werden. Auch hier dringt der Laserstrahl in das Kunststoff ein oder gar durch den Kunststoff durch und bewirkt an der Oberfläche ein Schmelzen und damit ein Verschmelzen. Die Wärmeentwicklung wird dabei gezielt eingesetzt, um die beiden Werkstoffe zusammen zu fügen.
Das Laserschweißgerät kann man sehr genau steuern
Ein Laserschweißgerät ist zum Schweißen sehr genau steuerbar. Unter anderem kann man je nach Gerät präzise einstellen:
- Pulsdauer,
- Pulsfrequenz,
- Pulsenergie,
- Laserleistung,
- Strahlqualität,
- Polarisation,
- Wellenlänge.
Dadurch ist eine genaue Einstellung auf jeden Werkstoff und jedes Werkstück möglich. Die Kunst liegt darin, für das zu schweißende Werkstück die richtigen Einstellungen zu finden, die dazu führen, dass zwei Teile miteinander verschweißt werden und nicht wegschmelzen. Einer der Vorteile des Laserschweißens ist aber, dass die Erhitzung am Werkstück sehr punktgenau platziert werden kann und die Umgebung eben nicht unnötig erhitzt wird, wie es beim Lichtbogenschweißen schnell vorkommen kann.
Dadurch wird im Metallbau im Laserschweißen die Zukunft gesehen, wobei bei Schweißarbeiten im Freien der Schutz vor freigesetzten Laserstrahlen teilweise noch problematisch ist.
