1. Wichtige Verarbeitungsparameter beim Laserschweißen
Mehrere Kernparameter beeinflussen die Qualität, Konsistenz und Effizienz der Schweißnaht:
A. Laserleistung
Bestimmt die dem Material zugeführte Energie.
Für tiefere oder dickere Schweißnähte wird eine höhere Leistung verwendet.
Zu viel Leistung kann zu Spritzern oder Durchbrennen führen.
B. Schweißgeschwindigkeit
Höhere Geschwindigkeiten reduzieren den Wärmeeintrag und minimieren Verformungen.
Zu schnell kann zu unvollständiger Verschmelzung oder Porosität führen.
Zu langsam erhöht den Wärmeeintrag und die Gefahr einer Verformung.
C. Fokusposition
Die Lage des Laserbrennpunktes beeinflusst Eindringtiefe und Nahtform.
Ein richtig fokussierter Strahl gewährleistet eine hohe Energiedichte und eine stabile Schlüssellochbildung.
D. Pulseinstellungen (für gepulstes Laserschweißen)
Pulsfrequenz, Dauer und Energie beeinflussen den Wärmezyklus.
Ideal für dünne Materialien oder Punktschweißanwendungen.
2. Schutzgas: Typ und Rolle
Schutzgas schützt das Schmelzbad vor Oxidation und Kontamination. Es beeinflusst auch die Lichtbogenstabilität, die Abkühlgeschwindigkeit und das Aussehen der Schweißnaht.
Gängige Gasarten:
Argon
Am häufigsten verwendetes Gas.
Inert, bietet guten Schutz.
Geeignet für die meisten Metalle.
Stickstoff
Kann die mechanischen Eigenschaften einiger rostfreier Stähle verbessern.
Günstiger als Argon, aber nicht für alle Materialien geeignet.
Helium
Bietet eine hohe Wärmeleitfähigkeit.
Wird für dickere Materialien oder -Hochgeschwindigkeitsschweißen verwendet.
Teurer, oft mit Argon gemischt.
3. Gasdurchflussrate und -lieferung
Der richtige Gasfluss ist entscheidend. Beidezu niedrigUndzu hochkann zu Schweißfehlern führen.
Zu geringer Durchfluss:
Schlechter Schutz.
Erhöhtes Risiko von Porosität, Oxidation und Verfärbung.
Zu hoher Durchfluss:
Kann Turbulenzen verursachen und Luft in die Schweißzone ziehen.
Die Schweißnaht kann zu schnell abkühlen, was zu Rissen oder einer spröden Mikrostruktur führen kann.
Typische Durchflussraten:
10–25 L/min für die meisten Laserschweißanwendungen.
Abhängig von Material, Verbindungstyp und Düsendesign.
4. Einflussfaktoren in der Praxis
Materialtyp: Aluminium und Kupfer erfordern aufgrund ihres hohen Reflexionsvermögens und ihrer Leitfähigkeit eine höhere Laserleistung und ein inertes Schutzgas.
Oberflächenreinheit: Verunreinigungen auf dem Werkstück können mit Schutzgasen reagieren und Gasblasen oder Schlacke bilden.
Gelenkgeometrie: Komplexe Formen oder enge Räume können die Gasabdeckung beeinträchtigen und erfordern eine Düsenanpassung oder eine individuelle Befestigung.
Abschluss
Das Erreichen qualitativ hochwertiger Laserschweißnähte hängt nicht nur von der Auswahl der richtigen Laserausrüstung ab, sondern auch von der richtigen Einstellung der Verarbeitungsparameter und Schutzgaseinstellungen. Die Steuerung von Laserleistung, -geschwindigkeit, -fokus, -gasart und -durchflussrate trägt zur Vermeidung von Defekten wie Porosität, Oxidation und Rissbildung bei und gewährleistet konsistente und zuverlässige Ergebnisse in verschiedenen industriellen Anwendungen.
- Rayther Laser Lyra Zhang