1. Was verursacht Porosität beim Laserschweißen?
Porositätbezieht sich auf kleine Gasblasen, die während der Erstarrung in der Schweißnaht eingeschlossen werden. Diese Hohlräume verringern die mechanische Festigkeit und können als Ausgangspunkt für Risse oder Korrosion dienen.
Hauptursachen für Porosität:
Unzureichender Schutzgasfluss oder Schutzgasabdeckung
Um eine Kontamination der Atmosphäre zu verhindern, werden Schutzgase wie Argon oder Stickstoff verwendet. Wenn der Gasfluss zu gering, ungleichmäßig oder falsch ausgerichtet ist, können Sauerstoff und Wasserdampf in das Schweißbad gelangen und Gasblasen verursachen.
Verschmutzte Werkstückoberflächen
Öl, Rost, Wasser, Farbe oder andere Verunreinigungen auf der Metalloberfläche können beim Schweißen verdampfen und Gase bilden, die im Schmelzbad eingeschlossen werden.
Falsche Laserparameter
Zu hohe Geschwindigkeit, geringe Leistung oder instabiler Strahlfokus können den vollständigen Dampfaustritt verhindern und die Wahrscheinlichkeit einer Porosität erhöhen.
2. Was verursacht Risse in Laserschweißnähten?
Rissesind mit der Erstarrung-verbundene Defekte, die auftreten, wenn das geschmolzene Metall abkühlt und sich ungleichmäßig zusammenzieht, was zu inneren Spannungen führt, die über die Festigkeit des Materials hinausgehen.
Hauptursachen für Risse:
Schlechter Schutzgasschutz
Ähnlich wie bei der Porosität führt eine unzureichende Abschirmung dazu, dass Sauerstoff und andere Gase mit der Metallschmelze reagieren und Oxide bilden, die die Korngrenzen schwächen und die Rissbildung fördern.
Hohe Abkühlraten oder ungleichmäßige Wärmeverteilung
Insbesondere bei stark reflektierenden Materialien (wie Aluminium oder Kupfer) kann eine schnelle Abkühlung zu spröden Strukturen und thermischen Spannungen führen, die zu Rissen führen.
Materialkonflikt oder Verbindungsgeometrie
Unterschiede in der Wärmeausdehnung, falsche Verbindungsgestaltung oder inkompatibles Füllmaterial können zu Spannungskonzentrationen an der Schweißnaht führen.
3. Wie kann man Porosität und Risse verhindern?
Best Practices:
Stellen Sie sicher, dass das Schutzgas ordnungsgemäß ausgewählt und geliefert wird
Verwenden Sie hochreines Argon oder Stickstoff, achten Sie auf die richtige Durchflussrate (normalerweise 15–25 l/min) und richten Sie die Gasdüse in einem geeigneten Winkel auf die Schweißnaht.
Grundmaterial gründlich reinigen
Vor dem Schweißen Öl, Farbe, Oxide, Feuchtigkeit und Staub entfernen. Verwenden Sie bei Bedarf mechanisches Bürsten, chemische Reinigung oder Laserreinigung.
Laserparameter optimieren
Stellen Sie Leistung, Geschwindigkeit und Fokus angemessen ein, um eine stabile Schlüssellochbildung und einen guten Gasaustritt zu gewährleisten. Ein stabiler Prozess reduziert interne Fehler.
Nutzen Sie Vorwärmung und Nach-Wärmebehandlung (falls erforderlich)
Insbesondere bei rissempfindlichen Materialien kann das Vorwärmen thermische Gradienten reduzieren und innere Spannungen senken.
Abschluss
Porosität und Risse sind zwei der häufigsten Probleme beim Laserschweißen. Mit dem richtigen Schutzgasschutz, sauberen Materialien und optimierten Prozessparametern können diese Mängel jedoch deutlich reduziert oder vermieden werden. Hochwertige Schweißnähte sorgen nicht nur für strukturelle Festigkeit, sondern verlängern auch die Lebensdauer und Zuverlässigkeit des Endprodukts.
- Rayther Laser Lyra Zhang