Laserschweißen – So funktionierts

Das Laserstrahlschweißen ist ein Verfahren in der Fertigung, bei dem zwei oder mehrere Materialstücke, meist Metall, durch den Einsatz eines Laserstrahls verbunden werden. Laser steht für Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Es handelt sich um ein berührungsloses Verfahren, das den Zugang zur Schweißzone von einer Seite der zu schweißenden Teile erfordert.

Die Schweißnaht entsteht, wenn das intensive Laserlicht das Material schnell erwärmt – typischerweise geschieht dies in wenigen Millisekunden.

Verschiedene Laserarten

Gaslaser

Der Gaslaser verwendet eine Mischung aus Gasen, wie Helium und Stickstoff. Es gibt auch CO2- oder Kohlendioxid-Laser. Diese Laser nutzen eine Schwachstrom-Hochspannungsquelle, um das Gasgemisch mit einem Lasermedium anzuregen. Kohlendioxid-Laser arbeiten gepulst oder kontinuierlich, mit Helium und Stickstoff als Lasermedium. CO2-Laser hingegen werden auch beim Zweistrahl-Laserschweißen eingesetzt, wo der Strahl in zwei gleiche Leistungsstrahlen aufgeteilt wird.

Festkörperlaser

Arbeit mit einer Wellenlänge von einem Mikrometer. Sie können gepulst oder kontinuierlich betrieben werden. Im Pulsbetrieb entstehen Verbindungen ähnlich wie bei der Punktschweißungen, jedoch mit vollständiger Durchdringung. Die Pulsenergie beträgt hierbei 1 bis 100 Joule. Die Pulszeit beträgt 1 bis 10 Millisekunden.

Diodenlaser

Diodenlaser werden für schwer schweißbare Materialien, für schwer zugängliche Bereiche und für extrem kleine Bauteile eingesetzt. Für reaktionsfreudigere Materialien ist eine Zwischengasabschirmung erforderlich.

Wie funktioniert das Laserschweißen?

Das Laserstrahlschweißen ist ein Schweißverfahren, das eine Koaleszenz von Materialien mit Hilfe von Wärme erzeugt, die durch die Anwendung eines konzentrierten Lichtstrahls auf die zu verbindenden Oberflächen entsteht. Der fokussierte Laserstrahl hat die höchste Energiekonzentration aller bekannten Energiequellen. Er ist eine elektromagnetische Energie- oder Lichtquelle, die ohne Divergenz projiziert und punktgenau konzentriert werden kann. Der Strahl ist zusammenhängend und von einer einzigen Frequenz.

Gase können zusammenhängende Strahlung abgeben, wenn sie in einem optischen Resonanzraum enthalten sind. Gaslaser können kontinuierlich, aber ursprünglich nur mit geringer Leistung betrieben werden. Spätere Entwicklungen ermöglichten es, die Gase im Laser so zu kühlen, dass er kontinuierlich mit höherer Leistung betrieben werden konnte. Heutige Gaslaser werden von Hochfrequenzgeneratoren gespeist, welche die Gasatome auf ein ausreichend hohes Energieniveau bringen, um einen Laserstrahl zu erzeugen.

Höherwertige Systeme werden auch für Experimente und Entwicklungsarbeiten eingesetzt. Ein 6-kW-Laser wird zum Beispiel für Automobilschweißanwendungen eingesetzt und ein 10-kW-Laser wurde für Forschungszwecke gebaut.

Hervorragende Laserschweiß Arbeiten sind bei der Firma BBW Lasertechik (bbw-lasertechnik.de) zu finden.