Arten des Laserschweißens: Ein detaillierter Leitfaden
Das Laserschweißen ist ein vielseitiges Verfahren, das sich für viele Anwendungen eignet. Jede Art von Anwendung stellt andere Anforderungen an das Laserschweißen, daher können verschiedene Arten des Laserschweißens gewählt werden.
Wenn Sie sich über das Laserschweißen und seine Arten informieren möchten, können Sie diesen Leitfaden durchlesen.
Was ist Laserschweißen und wie funktioniert es?
Die Bedeutung des Laserschweißverfahrens ist aufgrund seiner vielfältigen Einsatzmöglichkeiten im Alltag sehr entscheidend.
Beim Laserschweißen wird eine Wärmequelle, ein Laser, verwendet, die das Material zum Schmelzen bringt. Der Prozess des Laserschweißens wird bei verschiedenen Arten von Materialien angewendet und kann der Fertigungsindustrie helfen, lasergeschweißte Teile schnell herzustellen.
Im Vergleich zu den traditionellen Schweißverfahren ist das Laserschweißen ein schnelles Verfahren, das zudem wesentlich kostengünstiger ist. Daher kann dieses Verfahren bei der Herstellung einer großen Anzahl von Bauteilen weniger Zeit in Anspruch nehmen.
7 verschiedene Arten des Laserschweißens
Es gibt 7 verschiedene Arten von Laserschweißendie im Folgenden aufgeführt sind:
Faserlaserschweißen
Beim Faserlaserschweißen werden gebündelte Faserlaserstrahlen verwendet, die als Energiequelle dienen. Der konzentrierte Strahl hilft beim Schmelzen der Material und verbinden die Teile miteinander, so dass starke Schweißnähte entstehen.
Bei diesem Verfahren werden Diodenlaser verwendet, die Licht emittieren, und die Wellenlänge des Lasers wird entsprechend den Anforderungen der Anwendung eingestellt. Die mit dem Faserlaser erzeugte Schweißnaht ist immer stabil, die Fügegeschwindigkeit ist hoch und der Prozess lässt sich gut kontrollieren. Das Faserlaserschweißen eignet sich zum Verschmelzen empfindlicher und dünner Materialien.
Schlüsselloch-Laserschweißen
Das Schlüssellochschweißen ist ein sehr fortschrittliches Verfahren, mit dem während des Schweißvorgangs ein tiefes und enges Loch im Bauteil erzeugt werden kann. Beim Schlüssellochschweißen wird ein leistungsstarker Laserstrahl verwendet, der ein Schlüsselloch erzeugen kann.
Das Material wird bei diesem Verfahren verdampft, und aufgrund des Dampfdrucks bleibt das Schlüsselloch stabil. Es eignet sich für dicke Materialien und gewährleistet eine vollständig durchdrungene Schweißnaht, wodurch qualitativ hochwertige und weniger verzogene Schweißnähte entstehen.
Konduktionsschweißen
Beim Laser-Konduktionsschweißen werden die Metallteile durch Wärmeleitung miteinander verbunden. Der Prozess des Konduktionsschweißens eignet sich für Materialien, die dünn sind und eine geringe Wärmeleitfähigkeit haben.
Wenn der Laserstrahl durch die Bauteile an der Verbindungsstelle geführt wird, verschmilzt er das Material, indem er die Energie absorbiert und das Material schmilzt. Bei diesem Verfahren werden Laser mit geringer Leistung verwendet, die eine kontrollierte Wärmeleitung für das Fügen der Schweißnähte bieten. Es eignet sich für das Fügen empfindlicher Materialien.
Schweißen mit tiefer Durchdringung
Beim Tiefschweißverfahren werden Laserstrahlen mit hoher Leistung eingesetzt, damit die Bauteile in der Tiefe geschweißt werden können. Da diese Art von Laser einen hohen Energiestrahl bietet, schweißt er dicke Materialien.
Ein fokussierter Laserstrahl bietet die Möglichkeit, Schweißnähte mit hohen Strahlen zu erzeugen, die tief sind und einen Hohlraum im Werkstück bilden. Das Tiefschweißen kann dicke Materialien sehr schnell schweißen und ist auch für Anwendungen geeignet, bei denen Mehrfachschweißungen vermieden werden sollen.
YAG-Laserschweißen - Neodym-dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat
Beim YAG-Laserschweißen werden Festkörperlaser eingesetzt, bei denen es sich um Neodym-dotierte Yttrium-Aluminium-Granat-Laser handelt. Diese Laser bieten Vielseitigkeit beim Schweißen, da sie Laserstrahlen mit hoher Energie verwenden.
Sobald der Laserstrahl das Werkstück erreicht, schmilzt das Material durch die Hitze auf und es entsteht ein Schweißbad. Nach der Erstarrung entsteht eine sehr feste Schweißnaht.
Laser-Hybrid-Schweißen
Das Laser-Hybrid-Schweißen ist ein sehr fortschrittliches Schweißverfahren, das eine Kombination aus Laser- und Lichtbogenschweißen verwendet. Damit lassen sich hochpräzise Schweißnähte für Metallteile herstellen. Bei diesem Verfahren ermöglicht der Laserstrahl das Verschweißen der Materialien. Das Lichtbogenschweißen bietet Zusatzwerkstoffe, die Wärme in der Schweißzone erzeugen.
Die Kombination von Lichtbogen- und Laserschweißen bietet die Möglichkeit, tiefe Schweißnähte mit hoher Geschwindigkeit zu erzeugen, und auch hier ist eine bessere Kontrolle möglich, was zu geringerem Verzug führt.
CO2-Laserschweißen
Beim CO2-Laserschweißen wird ein Kohlendioxid-Laserstrahl verwendet, der beim Verbinden von Metallen hilft. Es ist eine sehr praktische Schweißtechnik, bei der Gase wie Helium, Kohlendioxidund Stickstoff werden verwendet, um eine Wärmequelle zu erzeugen, die das Material zum Schmelzen bringt und es zusammenschweißt.
Es eignet sich für das Schweißen empfindlicher und dünner Materialien und bietet außerdem eine präzise Kontrolle während des Prozesses.
Die Vor- und Nachteile des Laserschweißens
Einige der Vorteile des Laserschweißens sind die folgenden:
- Das Laserschweißen ist ein präzisionsorientiertes Verfahren, mit dem sich kleine Schweißnähte mit hoher Genauigkeit herstellen lassen, da die Strahlenergie steuerbar ist.
- Der Prozess des Laserschweißens ermöglicht schnelle Schweißungen, da das Material schnell erhitzt werden kann, wodurch das Schweißbad entsteht, und auch der Erstarrungsprozess ist sehr schnell.
- Das Laserschweißen eignet sich zum Verbinden einer Vielzahl von Materialien, darunter Kunststoffe, Metalle und sogar Keramik. Auch Materialien, die nicht identisch sind, können durch Laserschweißen verbunden werden.
- Das Laserschweißen gewährleistet qualitativ hochwertige Schweißnähte, die keine Risse, Porositäten oder Defekte aufweisen.
- Das Laserschweißen ist ein einfaches und automatisierbares Verfahren, mit dem gleichmäßige und hohe Stückzahlen geschweißter Bauteile erreicht werden können.
Einige der Einschränkungen des Laserschweißens sind die folgenden:
- Laserschweißgeräte sind im Vergleich zu herkömmlichen Schweißmaschinen sehr kostspielig.
- Das Laserschweißen erfordert ein sehr sorgfältiges Management, da es gefährlich sein kann und Sicherheitspraktiken ein Muss sind.
- Beim Laserschweißen können zwar mehrere Materialien geschweißt werden, aber einige davon können aufgrund ihrer chemischen und thermischen Eigenschaften nicht mit dem Laser geschweißt werden.
- Das Laserschweißen eignet sich gut für Anwendungen, bei denen leichte und dünne Werkstoffe geschweißt werden müssen, die für hochbelastbare Bauteile geeignet sind.
- Die Laserschweißgeräte müssen gewartet werden, was zu erhöhten Betriebskosten führt.
Wie wählt man das richtige Laserschweißverfahren?
Unter den verschiedenen Laserschweißverfahren sind bei der Auswahl einige Aspekte zu beachten, die im Folgenden aufgeführt sind:
Kompatibilität des Materials
Es gibt verschiedene Arten von Materialien die miteinander verschweißt werden können, um ein bestimmtes Bauteil zu bilden. Jedes Material hat unterschiedliche Eigenschaften und Dicken. Bei der Auswahl des richtigen Lasertyps müssen Sie daher das Material des Bauteils beurteilen. Nicht jede Art des Laserschweißens ist für jedes Material geeignet.
Art der Verbindung
Bei der Wahl des Laserschweißtyps ist auch die Konfiguration der Verbindungen zu berücksichtigen. Einige Laserschweißtypen sind für bestimmte Schweißnähte geeignet, andere nicht.
Geschwindigkeit der Verschweißung
Die Verfügbarkeit von Zeit und das Volumen der zu schweißenden Bauteile sind ebenfalls wichtige Faktoren bei der Wahl des Laserschweißverfahrens. Mit einigen Laserschweißverfahren lassen sich große Mengen von Bauteilen in kürzerer Zeit herstellen, mit anderen nicht. Je nach Volumen und Zeitvorgaben können Sie also das Laserschweißverfahren auswählen.
Wärmeeinwirkung
Wenn geschweißt wird, ist auch die Umgebung des Materials beträchtlich. Bei einigen Laserschweißverfahren entsteht weniger Wärme, bei anderen mehr. Wenn also das umgebende Material nicht hitzebeständig ist und die Schweißtechnik Wärme erzeugt, sind die Auswirkungen auf das Bauteil problematisch.
Budget des Projekts
Laserschweißen ist ein kostspieliges Verfahren, und je nach Ihrem Budget müssen Sie abwägen, welche Art des Laserschweißens geeignet und erschwinglich ist. Das Diodenlaserschweißen ist in der Regel die günstigere Lösung im Vergleich zu anderen, aber Sie müssen auch andere Aspekte des Bauteils berücksichtigen.
Anwendungen der Laserschweißtechnik
Die Laserschweißtechnik ist bei vielen Anwendungen sehr beliebt. Einige dieser Laserschweißanwendungen sind die folgenden:
Medizinische Industrie
In der medizinischen Industrie werden verschiedene Ausrüstungsgegenstände verwendet, darunter chirurgische Klingen, medizinische Implantate und vieles mehr. Laserschweißprojekte sind eine bessere Wahl für das Schweißen dieser Werkzeuge, da sie eine hohe Präzision bieten. In der medizinischen Industrie wird meist das YAG-Laserschweißen eingesetzt, da es sich für das Schweißen empfindlicher und dünner Materialien eignet.
Autoindustrie
Die Automobilindustrie verfügt über vielseitige Komponenten, die präzise und qualitativ hochwertige Schweißnähte erfordern, weshalb man sich häufig für das Laserschweißen entscheidet. Komponenten wie Einspritzdüsen, Motorteile und Filter werden meist mit verschiedenen Laserschweißverfahren geschweißt.
Luft- und Raumfahrtindustrie
In der Luft- und Raumfahrtindustrie wird das Laserschweißen zum Schweißen von Bauteilen eingesetzt, die Genauigkeit und Präzision erfordern. Zu den Bauteilen, die mit anderen Schweißverfahren in der Luft- und Raumfahrt hergestellt werden, gehören Flugzeugzellen, Metalldetektoren und vieles mehr. Die Flugzeugkomponenten müssen langlebig sein, und die Laserschweißtechnik bietet starke Schweißnähte, die für druckorientierte Bedingungen geeignet sind.
Schlussfolgerung
Das Laserschweißen ist ein innovatives Fügeverfahren, das im Vergleich zu herkömmlichen Methoden viele Vorteile bietet.
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