Laserschweißen
Feste und schöne Verbindungen bei geringster Wärmebelastung
Das Laserschweißen zählt zu den wichtigsten Verfahren der Lasertechnik.
Grundsätzlich wird unterchieden zwischen dem Tiefschweißen und dem Wärmeleitungsschweißen, die sich im Ergebnis wie in der Prozessführung voneinander unterscheiden.
Im Gegensatz zu anderen Schweißverfahren können beim Laserschweißen sehr tiefe Schweißnähte bei optisch ansprechenden und schmalen Nahtbreiten erzielt werden.
Aufgrund der geringen aber konzentrierte Wärmeeinbringung arbeitet das Laserschweißen Verzugsarm bis Verzugsfrei.
Durch Verwendung von Zusatzmaterial lassen sich auch größerer Spalten überbrücken oder die Metallurgie der Schweißnaht steuern.
Lasertiefschweißen
Beim Lasertiefschweißen wird mit sehr hoher Energie geschweißt, was zu einer eher schmalen, aber sehr tiefen Schweißnaht führt. Der Prozess ist sehr schnell, hat aber auch höhere Ansprüche an die Nahtvorbereitung.
- Sehr tiefe Schweißnähte
- Sehr geringe Wärmebelastung
- Sehr schneller Prozess
- Die Spaltüberbrückbarkeit läßt sich durch Zusatzmaterial erhöhen.
Wärmeleitungsschweißen
Beim Wärmeleitungsschweißen wird ein breiteres Schmelzbad erzeugt, welches eine eher breiten und flachen Schweißnaht führt. Der Prozess ist langsamer aber ruhiger und erzeugt optisch sehr schöne Schweißnähte.
- Optisch sehr schöne Schweißnähte
- Geringe Wärmebelastung
- Schneller Prozess
- Die Spaltüberbrückbarkeit läßt sich durch Zusatzmaterial erhöhen.
Materialien für das Laserschweißen
Alle konventionell schweißbaren Eisen-, Stahl- und Aluminiumwerkstoffe lassen sich durch Laserschweißen bearbeiten. Darüber hinaus hat das Laserschweißen oft auch Vorteile bei schlecht schweißbaren Materialien.
Grundlagen Laserschweißen
Laserschweißen – Ein Verfahren der hochpräzisen Fügetechnologie
Das Laserschweißen ist ein modernes Schweißverfahren zur hochpräzisen und effizienten Verbindung metallischer Werkstoffe. Durch die gebündelte Energie eines Laserstrahls entstehen schmale, tiefe Schweißnähte mit minimaler Wärmeeinflusszone. In Branchen wie dem Maschinenbau, der Automobilindustrie oder der Medizintechnik hat sich das Laserschweißen als leistungsstarke Alternative zu konventionellen Schweißverfahren etabliert.
Was ist Laserschweißen?
Beim Laserschweißen wird ein stark fokussierter Laserstrahl auf die Fügestelle zweier Werkstücke gerichtet. Die hohe Energiedichte führt zu einem schnellen Aufschmelzen des Materials. Je nach Leistungsdichte unterscheidet man zwei grundlegende Prozessarten:
- Wärmeleitungsschweißen – für flache, optisch hochwertige Nähte
- Tiefschweißen (Keyhole-Verfahren) – für tiefe, schmale Schweißverbindungen mit hoher Festigkeit
Durch die präzise Steuerbarkeit des Laserstrahls lassen sich auch komplexe oder sehr kleine Bauteile zuverlässig verschweißen.
Grundlagen des Laserschweißprozesses
Das Laserschweißen basiert auf physikalischen und metallurgischen Prinzipien, die eine kontrollierte und reproduzierbare Verbindung ermöglichen.
1. Energieeinbringung durch den Laser
Ein Hochleistungslaser – häufig Faserlaser oder Scheibenlaser – erzeugt einen stark gebündelten Lichtstrahl. Dieser wird mittels Optik exakt auf die Schweißzone fokussiert.
2. Schmelzbadbildung
Die Energie des Lasers schmilzt das Material lokal auf. Beim Tiefschweißen entsteht ein sogenanntes „Keyhole“ (Dampfkapillare), das tiefe Einbrandtiefen ermöglicht.
3. Erstarrung und Gefügeausbildung
Nach dem Abschalten des Laserstrahls erstarrt das Schmelzbad schnell. Durch die kurze Wärmeeinwirkzeit bleibt die Wärmeeinflusszone klein, wodurch Verzug und Gefügeveränderungen minimiert werden.
4. Schutzgasunterstützung
Ein Schutzgas wie Argon oder Helium verhindert Oxidation und stabilisiert den Prozess.
Vorteile und Anwendungsbereiche des Laserschweißens
Im Vergleich zu klassischen Verfahren wie WIG- oder MIG-Schweißen bietet das Laserschweißen zahlreiche Vorteile:
- Hohe Schweißgeschwindigkeit
- Geringe Wärmeeinbringung → minimaler Verzug
- Schmale, saubere Schweißnähte
- Große Einbrandtiefe bei geringer Nahtbreite
- Hohe Automatisierbarkeit (Roboter- & CNC-Systeme)
- Sehr gute Reproduzierbarkeit
Diese Eigenschaften machen das Verfahren besonders attraktiv für Serienfertigung und anspruchsvolle Präzisionsbauteile.
Laserschweißen wird in vielen Industriezweigen eingesetzt:
- Automobilindustrie (Karosserie- und Getriebekomponenten)
- Maschinen- und Anlagenbau
- Medizintechnik
- Elektronik- und Feinwerktechnik
- Luft- und Raumfahrt
Typische Anwendungen sind Gehäuse, Blechteile, Rohre, Batteriemodule, Sensorbauteile oder feinmechanische Komponenten.
Unterschied zu konventionellen Schweißverfahren
Während herkömmliche Lichtbogenverfahren eine größere Wärmeeinflusszone erzeugen, arbeitet das Laserschweißen mit hochkonzentrierter Energie. Dadurch entstehen:
- geringere thermische Spannungen
- höhere Maßhaltigkeit
- weniger Nachbearbeitung
- bessere Eignung für dünnwandige oder empfindliche Bauteile
Gerade bei hohen Qualitätsanforderungen und komplexen Geometrien bietet das Verfahren klare Vorteile.
Fazit: Effiziente und präzise Schweißtechnik für moderne Industrie
Das Laserschweißen ist ein hochentwickeltes Fügeverfahren, das Präzision, Geschwindigkeit und Wirtschaftlichkeit vereint. Dank kontrollierter Energieeinbringung und minimaler Wärmeeinflusszone entstehen belastbare, qualitativ hochwertige Verbindungen. Unternehmen profitieren von optimierten Fertigungsprozessen, reduzierten Verzugseffekten und hoher Prozesssicherheit.