Was sind Laserschweißanlagen und wozu werden sie in der Industrie eingesetzt?

Es handelt sich bei Laserschweißanlagen einfach ausgedrückt, um Anlagen, die speziell für das Schweißen mit einem Laserstrahl genutzt werden. Es handelt sich beim Laserschweißen um ein Verfahren, bei dem die Energie, die man zum Schweißen benötigt, von einem Laser stammt. Laserschweißanlagen werden vor allem für die Herstellung von Bauteilen verwendet. Namhafte Industrieunternehmen wie die Georgii Automation GmbH vertreiben solche hochpräzisen Laserschweißanlagen.

Die Definition des Laserstrahls

Es handelt sich bei Laserstrahlen um elektromagnetische Wellen, die sich durch eine hohe Intensität, einen hohen Frequenzbereich sowie eine scharfe Bündelung beim Strahl auszeichnen. Eine Laserschweißanlage besteht aus dem Laser, einer Bewegungseinheit sowie einem System, mit welchem der Laserstrahl geführt wird. Die Bewegungseinheit sorgt dafür, dass entweder das Werkstück bewegt wird, während es unter dem Laserstrahl liegt oder entsprechend der Laserstrahl über dem Werkstück. Vor allem bei Bauteilen, bei denen eine sehr schmale Schweißnahtform wichtig ist, kommt solch eine Schweißanlage zur Anwendung.

Der Ablauf beim Laserschweißen

Die Fokussierung des Strahls auf dem Objekt erfolgt mittels einer Optik. Den Fokus diese Optik bezeichnet man als Brennfleck. Die Oberfläche des Werkstücks der Stoßkante wird als Fügestoß bezeichnet. Beim Schweißen wird der Flügelstoß, der verschweißt werden soll, sehr nah an den Fokus gelegt, sodass er praktisch am Brennpunkt liegt. Wie die Schweißtiefe ist, hängt dabei davon ab, ob sich der Fokus über oder unter dem Werkstück befindet. Der Brennfleck ist besonders klein und hat einen Durchmesser von nur wenigen Millimetern, wodurch er viel Energie konzentrieren kann, was wiederum für eine hohe Leistung des Lasers sorgt.

Trifft der Leser auf die Oberfläche des Werkstücks, wird dessen Energie absorbiert. Dies führt dazu, dass die Temperatur ansteigt und zwar höher als der Schmelzpunkt beim Metall. Dies ist der Grund, weshalb sich die sogenannte Schmelze bildet. Trotz der hohen Temperaturen, kühlt die Schweißnaht besonders zügig ab. Manche Werkstoffe verlieren aufgrund der Hitze auch ihre Zähigkeit.

Zuletzt muss noch ein Schutz vor Rost erfolgen. Dieser entsteht dann, wenn Sauerstoff auf die Moleküle des Metalls treffen. Grund dafür ist, dass dabei die Elektronen an den Sauerstoff abgegeben werden. Um diesen Ablauf entgegenzuwirken, wird die Schweißnaht mit Argon umspült. Es handelt sich hierbei um ein Edelgas. Trifft dieses auf die Schweißnaht, führt dies zu keinerlei Reaktionen. Zusätzlich ist Argon farb- und nahezu geruchslos.

Die Vorteile des Laser-Schweißens

Das Schweißverfahren in einer Laserschweißanlage ist im Vergleich zu anderen Arten besonders teuer. Ein Vorteil solcher Anlagen ist jedoch, dass nicht zu viel Energie an das Werkstück abgegeben werden muss, um eine haltende Schweißnaht zu erreichen. Weiterhin bieten die Anlagen die Möglichkeit, dass auch beispielsweise Kehlnähte, Überlappnähte oder Stumpfnähte vorgenommen werden können.

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