FAQ
Fragen und Antworten
Was ist eigentlich Laserschweißen? Dieses Schweißverfahren nach EN ISO 4063: Prozess 52 erhält seine Energie zum Schweißen durch einen Laser. Mit diesem Laser werden im Pulsverfahren Bauteile verschweißt. Dieses Verfahren hat gegenüber anderen Schweißverfahren entscheidende Vorteile: Laserschweißen erlaubt eine hohe Schweißgeschwindigkeit – ideal für große Stückzahlen zu verschweißender Bauteile. Laserschweißen hat auch eine Reihe qualitativer Vorteile: Die Schweißnahtform ist schmal und schlank, der thermische Verzug beim Bauteil bleibt gering. Das Schweißverfahren kann hauptsächlich ohne Zusatzwerkstoffe durchgeführt werden.
Das Verfahren des Schweißens wird als deutsche Norm in der EN 14610[1] und der DIN 1910-100[2] Schweißen und verwandte Prozesse definiert und festgelegt. Schweißen wird hier als die „unlösbare Verbindung von Bauteilen unter Anwendung von Wärme und/oder Druck, mit oder ohne Schweißzusatzwerkstoffe“ beschrieben. Beim Schweißen muss Energie von außen an die zu verbindenden Bauteile zugeführt werden. Bei vielen Schweißverfahren sind Schweißhilfsstoffe nötig, wie zum Beispiel bestimmte Schutzgase, Schweißpulver oder Pasten. Beim Schweißen bringt eine hohe Wärmezufuhr die zu verbindenden Werkstücke an der Verbindungsstelle zum Schmelzen. Die Wärmezufuhr kann auch mit der Erzeugung eines Drucks auf das Werkstück kombiniert werden.
Besonders beim intensiv fokussierten Laser während des Laserschweißen bilden sich Dampfkapillare während der Schmelze in Richtung des Strahls. Oft tritt dies bei Stahlwerkstoffen bei einer Energiezufuhr von 2 bis 4 MW/cm² und meist bei einer Geschwindigkeit von 1 m/min auf. Die Dampfkapillare sind Hohlräume, die mit Metalldampf, oft teilionisiert, gefüllt sind. Dieser Raum, das sogenannte Keyhole bildet sich tief im Werkstück. Es vollzieht sich also ein Aufschmelzungsprozess, in der die Schmelzzone mehr tief als breit ist. Das Lasertiefschweißen erzeugt ein vergrößertes Schmelzvolumen, weil die Dampfkapillare die Absorption der Laserstrahlung im Material erhöht.
Ein Vorteil des Laserschweißens ist die sehr kleine Wärmezone während des Schweißvorganges. Diese wird durch eine sehr kurze Pulsdauer während der Schweißzeit von 5-10 ms erreicht. Die Schweißsequenzen sind in einer Frequenz von 10 Hz gepulst, welches die Wärmezone ebenfalls klein hält. Bei einigen Fällen, zum Beispiel sehr kleinen Werkstücken, kommt es trotzdem vor, dass sich das Werkstück zu stark erhitzt. Bei diesen Fällen muss ein geeignetes Schutzgas hinzu geführt werden, damit sich das Werkstück nicht zu stark erhitzt und verformt.
Ein Schweißverfahren ohne Einzug oder Verzug gibt es derzeit nicht und ist auch in der Theorie nicht möglich. Das Verfahren des Laserschweißens hat den Vorteil, dass es den Einzug oder Verzug so weit minimieren kann, dass er keine Auswirkungen auf die Qualität des Werkstückes hat. Abhängig ist der Werkstoffeinfall im Randbereich der Schweißung direkt vom Durchmesser des Fokus und der Energiedichte des Laserimpulses. Für die weitere Verarbeitung der Werkstücke ist die Maßstabilität von großem Vorteil. Die Nacharbeitszeiten werden kürzer, die Kosten im Herstellungsprozess sinken.
