Laserschweißen
Lasermaterialbearbeitung für präzise Verbindungen mit langer Haltbarkeit
Laserschweißen ist ein industrielles Verfahren zum Fügen von Materialien, z.B. Metallen oder Kunststoffen. Der Laser erhitzt einen Werkstoff auf dessen Schmelztemperatur, sodass einzelne Oberflächen eines Werkstücks oder unterschiedliche Materialien durch die entstehende Schweißnaht miteinander verbunden werden können. Da der Laser relativ zum Werkstück bewegt wird, sind beliebige Schweißnahtführungen problemlos realisierbar und flexibel an unterschiedlichste Werkstückgeometrien anpassbar. Hohe Wirtschaftlichkeit, geringe bzw. nicht notwendige Nacharbeit und hohe Geschwindigkeit machen das Laserschweißen zu einer Basistechnologie in verschiedensten Bereichen. Durch saubere Schweißnähte und hohe Präzision ist das Verfahren beispielsweise bei der Herstellung medizinischer Geräte im Einsatz. Die hohe mechanische Belastbarkeit lasergeschweißter Verbindungen, die hohe Druckdichte und die nahezu erreichbare Grundmaterialfestigkeit des lasergeschweißten Werkstücks machen das Verfahren auch in der Automobil-, der Elektronik, der Schifffahrts- oder der Haushaltswarenindustrie zu einem unverzichtbaren Fügeverfahren.
Das Prinzip des Laserschweißens
Beim Laserschweißen, auch Wärmeleitschweißen genannt, kommen verschiedene Laser zum Einsatz, z.B. CO2-Laser, Festkörperlaser oder Diodenlaser. Das Prinzip des Schneidens haben alle Laser gemein: Der emittierte Strahl wird über eine spezielle Optik auf einen sehr kleinen Punkt auf das zu bearbeitende Werkstück fokussiert. Das direkt unter dem Laserkopf liegende Werkstück wird im Fokus des Laserstrahls, durch die hohe Energiekonzentration des Lichtes, aufgeschmolzen und das Fügen startet. Die entstehende Schweißnaht ist äußerst exakt und hinterlässt keinerlei Rückstände, wie z.B. Mikropartikel. Durch den kleinen Fokus des Laserstrahls kühlt die Schweißnaht zügig ab, wodurch der thermische Verzug des Werkstücks entsprechend gering ist. Die Folge ist eine schmale und äußert exakte Schweißnaht, die kaum bzw. keiner Nachbearbeitung bedarf. Die gesteuerte Schmelze garantiert hochwertige Verbindungen. Die Schweißnähte sind, aufgrund ihrer hohen Qualität, gegenüber mechanischen Beanspruchungen resistent und langlebig.
Tiefschweißen
Im Gegensatz zum Wärmeleitungsschweißen, wird beim Tiefenschweißen ein zusätzliches Loch in das zu bearbeitende Werkstück gebohrt, um in einer bestimmten Tiefe schweißen zu können. Wenn sich ein Werkstück im Fokus des Lasers befindet und der durch die Bestrahlung entstehende Dampf abströmt, wird die resultierende Schmelze durch den entstehenden Druck verdrängt. In der Tiefe bildet sich ein schmales, dampfgefülltes Loch aus, die sogenannte Dampfkapillare (auch Keyhole genannt). Wird der Laser entlang der Schweißnaht geführt, wandert diese Dampfkapillare mit und ist dabei vollständig von der Metallschmelze umgeben. Durch den Laserstrahl kommt es zu Reflexionen an den schmelzflüssigen Wänden der Dampfkapillare. Damit verbunden ist die Absorption des Strahls durch die Schmelze. Die Folge ist eine Erhöhung des Wirkungsgrades. Durch die Bewegung des Lasers kühlen die zurückgelegten Bereiche ab und erstarren anschließend. Das Ergebnis ist eine tiefe Schweißnaht hoher Güte. Anwendung findet Tiefenschweißen vor allem bei Materialien hoher Dicke.
Spiegel und Strahlformer zur exakten Transformation von Laserstrahlen
Eine hohe Laserleistung und die exakte Fokussierung des Laserstrahls werden durch hochwertige Optiken realisiert. Spezielle Spiegel, hochpräzise Linsen und komprimierte Linsensysteme bilden die Basiskomponenten für die Entstehung eines leistungsstarken Laserstrahls. Ob hohe Reflexionsgrade, exakte Strahlformung und -fokussierung oder beste Abbildungsqualitäten, unsere Produkte versprechen konstant sehr gute Leistungen, Langlebigkeit und Effektivität. Die BeamTuning Produktpalette beispielsweise umfasst verschiedene Laserstrahlformer und -aufweiter zur Transformation Gaußscher Laserstrahlen in kollimierte und fokussierte Top-Hat Strahlen für verschiedenste Anwendungen. Veredelungen der optischen Oberflächen durch High-End-Finishing-Prozesse können die Ergebnisse zusätzlich perfektionieren und sorgen für optimale Resultate beim Schweißen mit Lasern.
Femtosekundenoptiken
Die Nutzung von Ultrakurzpulslasern erlaubt einen direkten Übergang des Materials in den gasförmigen Zustand. Der Materialabtrag wird dabei durch ultrakurze Pulse im Bereich von Pikosekunden bis Femtosekunden erzielt. Bedingung ist eine optimale Fokussierung des Laserstrahls auf das zu bearbeitende Material. Der besondere Vorteil hinsichtlich der Materialbearbeitung liegt in den materialschonenden Eigenschaften der Pulse. Durch den direkten Übergang ins Gasförmige können unschöne Aufschmelzungen, Veränderungen des Gefüges und thermische Spannungen innerhalb des Werkstücks auf ein Minimum reduziert werden.
Ausgewählte Produkt- und Service-Highlights
Ihre Anfrage
