Laserschweissen
Laserschweissen ist ein Teilbereich der Laserbearbeitung und wird auch Präzisionsfeinschweissen genannt.
Das Schweissen mit dem Laserstrahl ist ein Schmelzverfahren. Der extrem gebündelte Laserstrahl dient bei der Bearbeitung als Wärmequelle. Mittels einer Optik kann der Laserstrahl fokussiert werden, dadurch ist eine Bearbeitung mit einer gezielter Wärmeeinbringung möglich. Beim Laserschweissen mit einem gepulsten Nd-YAG Festkörperlaser wird der fokussierte Laserstrahl in kurzen Pulsen an das Werkstück gehalten. Mittels Mikroskop und Fadenkreuz kann das Werkstück exakt positioniert werden.
In den Bearbeitungsparametern werden Fokusdurchmesser, Pulsleistung, Pulsdauer und Pulsfrequenz je nach Werkstoff unterschiedlich eingestellt. Zusätzlich wird auf die Schweissstelle ein Zusatzwerkstoff (Draht) aufgesetzt.
Durch die Schweissimpulse wird der Draht sowie das darunter liegende Werkstück geschmolzen und gehen so eine Verbindung miteinander ein. Da das Werkstück unter dem Mikroskop bearbeitet wird ist es möglich feinste Kanten und Flächen aufzuschweissen.
Nd-YAG-Laser
Der Nd-Yag Laser eignet sich besonders für die präzise Herstellung mikroskopischer Strukturen, aufgrund seines gegenüber dem CO2 Laser kleineren Fokusdurchmessers. Darüber hinaus absorbieren metallische Werkstoffe die Nd-YAG- Strahlung deutlich besser. Die vom Laserstrahl erzeugte Wärme dringt ausserdem über die kleine Fokusfläche nur wenig in das Material ein und stört deswegen seine Gefügestruktur bis auf eine kleine wärmebeeinflusste Zone nicht. In der Feinarbeit dominiert deswegen der Nd-YAG- Laser der zudem den Vorteil hat, dass man seine Strahlung räumlich, zeitlich und in ihrer Intensität einfach verändern kann. Er lässt sich so an die unterschiedlichen Methoden der Werkstoffbearbeitung sowie an die verschiedenen Materialien anpassen.
Nd= Neodym, ist das eigentlich laseraktive Medium.
YAG= Yttrium-Aluminium-Granat. Ist ein synthetischer Kristall und dient als Träger für das laseraktive Medium.
Vorteile des Laserschweissens
- Exaktes und punktgenaues Verschweissen der Metalle möglich
- Sehr feine Schweissnähte möglich
- Geringe Wärmeeinwirkung und somit minimaler Materialverzug
- Berührungslose Bearbeitung, keine mechanische Belastung
- Es sind gehärtete sowie weiche Stähle laserschweissbar
- Hohe Schweissgeschwindigkeit
- Kleinste Konturen sind schweissbar
- Schwer zugängliche Stellen werden besser und effektiver erreicht als beim herkömmlichen Schweissen
Einsatzmöglichkeiten des Laserschweissens
- Formen- und Werkzeugbau
- Elektroindustrie
- Uhren, Brillen und Schmuck
