Laserschweißen – geringe Wärmeausbreitung und hohe Effizienz

Posted by NetBid on Jun 6, 2019 8:38:32 AM

Laserschweißen – geringe Wärmeausbreitung und hohe Effizienz

Bei dem Schweißverfahren mit Laser wird das Werkstück mit Laserlicht geschmolzen, wobei das Verfahren vor allem in der metallverarbeitenden Industrie, wie zum Beispiel in der Automobilindustrie oder bei der Edelstahl- sowie Aluminiumverarbeitung Verwendung findet. Eingesetzt wird es vorwiegend in Sichtbereichen, da die Nahtqualität besonders hoch ist und ein aufwendiges Nacharbeiten damit obsolet wird. Der Vorteil ist vor allem die geringe Wärmeentwicklung, die ganz lokal eingesetzt werden kann, ein Verzug der Bauteile wird in dem Zuge minimiert. Auch ist beim Laserschweißen die optimale ökonomische Effizienz ein weiterer Pluspunkt, denn es lassen sich hohe Schweißgeschwindigkeiten erreichen. Machbar sind mit diesem Schweißverfahren Vorschubgeschwindigkeiten bis zu 20 Meter in der Minute.

Was beim Laserschweißen passiert

Der hochkonzentrierte Lichtstrahl des Lasers ist beim Laserschweißen die Energiequelle, mit welcher sich Oberflächen behandeln oder abtragen lassen und Schweißen, Schneiden sowie Löten bewerkstelligt werden können. Erzeugt werden die Laserstrahlen mit Kristallen oder Gasen, ein Linsensystem bündelt die erzeugte Energie auf die Brennstelle. Mithilfe eines Brennglases sind Fokussierungen auf einen Durchmesser von unter einem Millimeter möglich, damit ist die Energiedichte extrem hoch und der Schmelzpunkt ist in kürzester Zeit erreicht. Infolge verdampft oder schmilzt das zu bearbeitende Metall und lässt sich einfach formen. Damit keine Oxidation entsteht, wird die Schweißstelle häufig noch mit einem Schutzgas umspült. Die Effizienz beim Laserschweißen ist immens, denn dieses Verfahren arbeitet bis zu acht Mal schneller als das gängige Schutzgasschweißen. Durch die geringe Wärmeausbreitung ist das Laserschweißen auch bei thermoempfindlichem Material möglich, wie beispielsweise Kunststoffe oder Glas. Auch sind Werkstücke mit einer Dicke bis 25 Millimeter bearbeitbar und sogar schwer zugängliche Stellen lassen sich optimal schweißen.

Aufbau einer Laserschweißanlage

Die Laserquelle

Hier sind Gaslaser oder Festkörperlaser möglich. Definiert wird die Verwendung von Leistung, Wellenlänge und Strahlkaustik.

Das Laserlicht

Dieses muss ein paar Eigenschaften mitbringen, so ist es punktgenau und präzise ausgerichtet, monochromatisch und kohärent.

Die Bewegungseinheit

Es gibt zwei Optionen: Entweder bewegt sich der Laserstrahl über das zu bearbeitende Metall oder dieses wird unter dem Energiestrahl bewegt.

Das Führungssystem

Hierbei wird zumeist ein optisches System verwendet, das kann ein Lichtleitkabel (Festkörperlasern) oder ein Gaslaser wie zum Beispiel ein CO²-Laser sein.

Die Fokussieroptik

Diese fokussiert den Lichtstrahl und sorgt für die richtige Größe und Intensität.

 

Anwendungsbereiche

Angewendet wird das Laserschweißverfahren in der metallbearbeitenden Industrie beim Schweißen mit oder ohne Zusatzstoffe, beim Auftrags- oder Remote-Schweißen sowie bei Lötarbeiten.

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