Laser schweißen

Das Laser schweißen wird vor allem dann eingesetzt, wenn Werkstücke mit hoher Geschwindigkeit, einer schmalen Schweißnaht, mit hoher Genauigkeit und mit möglichst wenig Schweißverzug verbunden werden müssen, wobei beim Laser schweißen in der Regel kein Schweißzusatzstoff zugeführt wird. Die Wärme, die für den Schweißvorgang erforderlich ist, wird durch einen Laserstrahl erzeugt. Per Laserstrahlung können sowohl Kunststoffe wie auch Metalle miteinander verbunden werden, wobei bei Metallen zwischen Tief- und Wärmeleitungsschweißen unterschieden wird. Beim Tiefschweißen erzeugt der Laserstrahl durch hohe Strahlenintensitäten einen mit Metalldampf gefüllten Hohlraum in der Tiefe des Werkstücks, wodurch das Werkstück nicht nur an der Oberfläche, sondern auch in der Tiefe aufgeschmolzen wird.

Beim Wärmeleitungsschweißen, bei dem Strahlenintensitäten bis zu 100 kW/cm² verwendet werden, dringt die Strahlung nicht in das Werkstück ein und reicht nicht aus, um das Werkstück auch in der Tiefe aufzuschmelzen, so dass per Wärmeleitungsschweißen überwiegend dünne Metalle verbunden werden. Werden Kunststoffe per Laser, meist mit Diodenlasern, verschweißt, erfolgt dies in der Regel im Überlappverfahren.

Dabei strahlt der Laser durch die obere Lage hindurch und erwärmt diese kaum, die untere Lage absorbiert die Strahlung, schmilzt und gibt dadurch die Wärme auf die obere Lage ab. Damit sich die Materialien verbinden, werden diese während des Schweißprozesses immer wieder zusammengepresst. Die Vorteile des Laserschweißens liegen darin, dass die Wärme konzentriert in das Werkstück eindringt und somit wenig Verzug entsteht, Verschweißungen auch bei schwer zugänglichen Stellen möglich sind und die Umgebungsatmosphäre nicht berücksichtigt werden muss.

Laserstrahl und Spiegelscanner 

Zudem können per Laserschweißung alle Arten von Nahtstellen erzeugt werden, allerdings können große Spalten nicht ohne die Zufuhr von Schweißzusatzstoffen überbrückt werden. Nachteilig sind die recht hohen Kosten für eine Laserschweißanlage, die sich aus dem Laser, einem optischem System zur Laserstrahlführung mit Fokussieroptik sowie einer Bewegungseinheit zusammensetzt. Die Bewegungseinheit bewegt, je nach Bauart, entweder den Laserstrahl über das Werkstück, das Werkstück unter dem Laserstrahl oder Werkstück und Laserstrahl. Daneben kann der Laserstrahl beim sog. Remote-Schweißen mit einem Spiegelscanner über das Werkstück bewegt werden, was bedeutet, dass der Laserstrahl an rotierenden Facettenspiegeln und kippbaren Ablenkspiegeln reflektiert wird. Da das Laserschweißen in erster Linie der Industrie vorbehalten ist, setzt es eine entsprechende Ausbildung sowie eine Einführung unter fachkundiger Anleitung voraus.

Mal ein Beispiel zum Laser-Schweißen in der Industrie:

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