Wissen für Fabrikautomation

Lieferantenverzeichnis: Laser-Schweißtechnik

 

Lexikon: Laser-Schweißtechnik

Synonyme: Laserschweißtechnik, Lasermaschinen, Laserschweißmaschinen, Laserschweißen, Laserfeinschweißen, Mikro-Laserschweißen, Laseranlagen, Laserschweißen, Laserstrahlschweißen

Definition

Die Laser-Schweißtechnik umfasst Komponenten, Systeme, Maschinen und kundenspezifische Anlagen zum Laserschweißen. Beim Laserschweißen wird die zum Verbinden der Teile notwendige Wärme durch einen auf die Nahtstelle fokussierten Laserstrahl erzeugt. Das umgangssprachlich als Laserschweißen bezeichnete Verfahren heißt gemäß DIN 1910 wissenschaftlich korrekt Laserstrahlschweißen und gehört zur Verfahrensgruppe Schmelz-Verbindungsschweißen und dort zur Untergruppe Strahlschweißen. Benachbarte Verfahren sind das Elektronenstrahlschweißen und das Lichtstrahlschweißen. Laser ist eine Abkürzung für ?Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation?.

Als Strahlquellen verwendet die Laser-Schweißtechnik CO2-Gaslaser, Nd:YAG-Festkörperlaser und neuerdings zunehmend Diodenlaser. Während CO2-Laser im Hochleistungsbereich der Materialbearbeitung Einsatz finden, werden zum Feinschweißen von Metallen und zum Kunststoffschweißen Festkörperlaser sowie Diodenlaser verwendet. Zum Schweißen von Metallteilen werden vom Laserstrahl beide Teile an der Nahtstelle direkt geschmolzen. Dagegen findet zum Kunststoffschweißen mit Laser als Verfahren überwiegend das Durchlichtschweißen Verwendung. Dabei werden zwei überlappende Kunststoffteile von oben verschweißt, wobei das obere Teil für den Laserstrahl transparent ist.
Erforderliche Komponenten der Laser-Schweißtechnik sind die Laser-Strahlquelle, das Strahlführungssystem, die Fokussieroptik, ein Bewegungssystem zur Abbildung des Nahtverlaufs sowie die Steuerung.

Funktionsprinzip

Laserlicht ist im Ergebnis ein parallel gerichtetes, phasensynchrones Licht einer einzigen Wellenlänge. Dadurch werden u. a. eine gerichtete Lichtübertragung ohne nennenswerte Strahlaufweitung sowie eine nahezu ideale Fokussierung möglich. Diese Konzentration der Lichtenergie auf einen sehr kleinen Fokusfleck wird beim Laserschweißen zum lokalen Aufschmelzen der Verbindungsstelle genutzt.

Das kohärente, in Frequenz, Richtung und Phase übereinstimmende Laserlicht wird von einer Laserstrahlquelle erzeugt. Kernelement ist ein an beiden Enden verspiegelter Resonator welcher im Inneren über Quantenvorgänge eine stehende Lichtwelle erzeugt. Einer der beiden Spiegel ist zur Auskopplung des Laserstrahls teildurchlässig. Beim Festkörperlaser unterscheidet man je nach Form des Resonators Stablaser, Scheibenlaser und Faserlaser. Ein Strahlführungssystem überträgt das Laserlicht von der Strahlquelle zur Fokussieroptik. Die Fokussieroptik formt den Laserstrahl und fokussiert ihr auf die Schweißstelle. Zur Erzeugung des Nahtverlaufs wird beim Scannerschweißen der Laserstrahl durch einen Schwingspiegel abgelenkt. Als Alternative werden der Laserkopf oder das Werkstück von einem Handhabungssystem bewegt.

Einsatzbereich

Laser-Schweißtechnik wird sowohl zum Schweißen von Metallteilen als auch zum Kunststoffschweißen von Thermoplasten eingesetzt. In beiden Fällen ist ein Verbinden unterschiedlicher Werkstoffe möglich. An Metallteilen können nahezu alle Nahtformen wie Stumpfnähte, Kehlnähte oder Überlappnähte geschweißt werden, bei Kunststoffteilen überwiegen Überlappnähte. Laserschweißen ermöglicht eine hohe Schweißgeschwindigkeit sowie schmale Schweißnähte bei geringem thermischen Verzug. Eine weitere Stärke ist das Schweißen auch an schwer zugänglichen Stellen. Wichtige Anwenderbranchen sind Automobilindustrie, Automobilzulieferindustrie, Elektronik, Medizintechnik und Feinwerktechnik.

Anbieter in xpertgate:

Web-Links zum Thema: