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Tel: +49 (0)89 / 89 02 37-0 | E-Mail: info@alphalaserno more spam.deLaserschweißen: Anwendungsgebiete, Funktionsweisen & Geräte
Laserschweißen: die Vorteile auf einen Blick
Das Laserschweißen, oft auch Laserstrahlschweißen, bezeichnet ein Schweißverfahren, das Laserenergie nutzt, um Schweißverbindungen vor allem zwischen metallischen Werkstücken herzustellen. Insbesondere gegenüber anderen Schweißtechniken besitzt das Laserstrahlschweißen zahlreiche Vorteile:
- punktgenauer Energieeintrag auch an feinsten Strukturen
- sehr kleine Wärmeeinflusszonen
- hohe mechanische Festigkeit der Naht
- berührungsloses Laserschweißen ohne Krafteinwirkung auf das Werkstück
- gute Prozesskontrolle für gleichbleibende Fertigungsqualität
- gute Zugänglichkeit
- geeignet für die Schweißung komplizierter Werkstoffe, z. B. beim Aluminium-Schweißen oder Titan-Schweißen
Ob Laserstrahlschweißen, Additive Fertigung oder Laserhärten – ALPHA LASER bietet umfassende Lasersysteme für verschiedene Anwendungen und Branchen.
Passende Produkte zum Laserschweißen
Laserschweißen: Funktionsprinzip & Anwendungsgebiete
Beim Laserschweißen erfolgt die Schweißung durch Laserenergie. Dabei wird der Laserstrahl optisch fokussiert, sodass ein hoher Energieeintrag eine sehr kleine Stelle zum Schmelzen bringt. Das Schmelzbad wird beim Laserschweißen durch Schutzgas, meist Argon, vor Oxidation geschützt. Im Schweißbad verbinden sich die Werkstücke und der Schweißzusatz zu einer Schweißnaht. Durch die Fokussierung des Laserstrahls beschränkt sich der Wärmeeintrag auf einen kleinen Teil des Werkstücks, wodurch die Schweißnaht schnell abkühlt - eine Folge des hohen Temperaturgefälles des verschweißten Bereichs zur Gesamtheit des Werkstücks.
Durch die präzise Verarbeitung mit sehr geringem Verzug und die hohe Schweißgeschwindigkeit, die mit den Laseranlagen erreicht werden kann, wird das Laserstrahlschweißen in zahlreichen Anwendungsgebieten eingesetzt, darunter:
- Automobilindustrie
- Maschinenbau
- Feinwerktechnik
- Schiffbau
- Werkzeugbau
- Medizin- und Dentaltechnik
- Schmuckindustrie
- Blechbearbeitung
- Stahlbau
- Raumfahrt
- Gussteil-Instandsetzung
- Sensorfertigung
- Reparaturschweißen
Laserschweißen: Diese Arten gibt es
Je nach Einsatzgebiet werden unterschiedliche Laserschweißtechniken angewendet. Diese unterscheiden sich vor allem durch die Form der entstehenden Schweißnaht, indem die Schweißparameter entsprechend eingestellt werden. Folgende Laserschweißverfahren gibt es:
- Tiefschweißen: Beim Tiefschweißen ist die Laserintensität besonders hoch, sodass der Verdampfungseffekt eintritt und sich Metallplasma bildet. Das Tiefschweißen ist die gängige Variante des Laserschweißens.
- Mikroschweißen: Als Mikroschweißen werden Schweißverfahren bezeichnet, bei denen Bauteile von sehr geringen Größen miteinander verschweißt werden. Eine Form des Mikroschweißens ist das Punktschweißen; auch Widerstandshartlöten und Lackdrahtschweißen fallen darunter.
- Punktschweißen: Mit geringer Wärmebelastung werden beim Punktschweißen kleine Schweißstellen mit einem Durchmesser von weniger als 0,1 Millimetern erzeugt. Dadurch entsteht eine Schweißnaht aus vielen kleinen Schweißpunkten. Dieses Verfahren eignet sich für kleine Geometrien.
- Nahtschweißen: Das Nahtschweißen ist ein Schweißverfahren, bei dem die Laserquelle kontinuierlich eine Schweißnaht erzeugt. Dadurch wird eine hohe Schweißgeschwindigkeit gewährleistet, die unter anderem für das Verbindungsschweißen im Überlapp oder auf Stoß benötigt wird.
- Wärmeleitungsschweißen: Das Wärmeleitungsschweißen bietet eine sehr flache Einschweißung. Indem die Laserintensität unter der Schwelle bleibt, kommt es zu keiner Tiefschweißung. Für diese Anwendung können ALPHA LASER Produkte nicht eingesetzt werden.
- Pulverauftragsschweißen: Das Laserauftragsschweißen ist eine Schweißvariante, bei der Metallpulver mithilfe von Laserenergie auf ein Bauteil aufgeschweißt wird. Mit wenig Wärmeeinfluss entsteht dabei eine glatte Schicht. Es ermöglicht verschiedene Schichtdicken sowie 3D-Volumen und wird insbesondere in der Automobilindustrie, im Energiesektor und im Werkzeugbau eingesetzt.
- Scannerschweißen: Beim Scannerschweißen wird der Laserstrahl positioniert, ohne dass das Werkstück oder der Bearbeitungskopf ausgerichtet werden müssen – die Ausrichtung des Laserstrahls erfolgt mit einem Drehspiegel.
Präzises & schnelles Laserstrahlschweißen mit den Laseranlagen von ALPHA LASER
ALPHA LASER hat es sich zur Aufgabe gemacht, das Laserschweißverfahren immer präziser, anwendungsorientierter und schneller zu gestalten. Mit den Laseranlagen von ALPHA LASER werden zahlreiche Werkstoffe, darunter auch metallische Werkstoffe mit hoher Wärmeleitfähigkeit oder hoher Schmelztemperatur im Handumdrehen verschweißt.
Diese Eigenschaften machen die Laserschweißanlagen von ALPHA LASER aus:
- hohe Laserenergie
- Anwendungsfreundlichkeit
- flexible Einstellung von Schweißparametern, darunter unter anderem Laserfokus, Werkstückdicke & Laserpuls
- punktgenauer Energieeintrag durch präzise Faserlaser und Nd: YAG Laser
- geringer Wärmeeintrag
- kein Materialverzug
- sauberes & präzises Ergebnis sowie schlanke Nahtgeometrie an Stumpfnähten, Überlappnähten oder Kehlnähten bei angemessener Schweißgeschwindigkeit
- je nach Laseranlage auch zum Pulverauftragsschweißen einsetzbar
- maximale Flexibilität durch automatisiertes, halb-automatisiertes oder manuelles Laserschweißen
- je nach Laserschweißgerät auch mobiles Laserschweißen
- Pulsschweißen & CW-Schweißen
- Videosequenzen
Flexibles Laserschweißen mit manuellen, automatisierten & halbautomatisierten Lasern
ALPHA LASER Lasermaschinen schweißen mit und ohne Zusatzwerkstoff bzw. Drahtförderung automatisiert, halbautomatisiert und manuell.
- Automatisiertes Laserschweißen: Automatisierte Laserschweißanlagen nutzen unsere WINLaserNC Software, mit der das Schweißverfahren (Wege und Laserparameter) programmiert oder eingegeben wird. Den Zusatzwerkstoff führt die Laserschweißmaschine mittels eines automatischen Drahtzufuhrsystems zu. Diese Vorgehensweise ist ideal, um große Flächen oder häufig wiederkehrende Bauteile aufzuschweißen. Die Prozesskontrolle erfolgt entweder über das Binokular oder über unsere HDMI-Kamera mit Monitor.
- Halbautomatisiertes Laserschweißen: Beim halbautomatisierten Laserschweißen hat der Bearbeiter die Möglichkeit, eine oder mehrere Achsen automatisch mit einer voreingestellten Geschwindigkeit zu fahren, sodass er sich mit dem Joystick des Laserschweißgeräts nur noch in Kurven oder kleine Korrekturen fügt.
- Manuelles Laserstrahlschweißen: Unsere Handschweißlaser statten Sie mit maximaler Flexibilität beim Laserschweißen aus. Beim manuellen Laserschweißen wird der Zusatzwerkstoff per Hand zugeführt und der Schweißprozess über das Binokular beobachtet.
Laserschweißen: Die häufigsten Fragen
Welche Vorteile bietet Laserschweißen?
- Vorwärmen des Materials meist nicht nötig: Bei Laserschweißen wird Energie sehr punktuell ins Werkstück eingetragen, somit wird die Wärmeeinwirkung deutlich minimiert.
- Deutlich geringer thermischer Verzug
- hohe mechanische Festigkeit der Schweißnaht
- Der Materialauftrag lässt sich flexibel durch die Wahl des Schweißdrahts beeinflussen und steuern
Wie funktioniert Laserschweißen?
Beim Laserschweißen wird Licht mit Hilfe einer Fokussieroptik auf einen 0,2 bis 2 mm kleinen Fleck gebündelt. Der Energieeintrag am Brennfleck ist sehr hoch, wodurch ein schnelles Schmelzen der Werkstoffoberfläche bewirkt wird. Je nach Schweißanforderung kann ohne oder mit verschiedenen Schweißzusätzen (Draht) die Fügung hergestellt werden. Gleichzeitig werden die entstandenen Schweißnähte mit einer hohen Geschwindigkeit durch den Temperaturunterschied im Werkstück wieder abgekühlt. Dadurch ist der thermische Verzug des Materials sehr gering.
Was ist der Unterschied zwischen CW-Laserschweißen und gepulstem Laserschweißen?
Während beim CW-Schweißen eine kontinuierliche Schmelze entsteht, kühlt die Schmelze beim gepulsten Schweißen in den Pulspausen ab, was eine geringere Einschweißtiefe, weniger Verzug an dünnen Bauteilen und einem geringeren Energieeintrag ins Material bewirkt.
Das CW-Laserschweißen oder „CW-Tiefschweißen“ erreicht dagegen große Einschweißtiefen durch hohe Energiedichten (hohe mittlere Leistung mit kleinem Fokus-Durchmesser). Das Verfahren „CW-Wärmeleitschweißen“ wird außerdem bei Auftrags- und Verbindungsschweißungen von rissgefährdeten Grundwerkstoffen eingesetzt, wodurch ein sehr homogenes Schweißgut ohne Mikrorisse, abhängig vom gefügten Material, möglich wird.
Welche Materialen lassen sich mit ALPHA LASER Lasersystemen schweißen?
(Fast) alle Metalle und deren Legierungen wie z. B. Aluminium, Titan, Stähle und Edelstahl, Guss, Gold, Silber und Platin.
Welche Vorkenntnisse brauche ich um Laserschweißen einzusetzen?
Fast keine. Handwerkliches Geschick ist aber nicht verkehrt. Materialkenntnisse über das Verhalten der Metalle ist von Vorteil, wird aber auch während der Arbeit mit dem Laser gelernt. ALPHA LASER bietet dazu Schweißschulungen mit Drahtkunde an. Außerdem gibt es Nachschulung oder Schulungen für neue Mitarbeiter. Die Erstschulung findet in der Regel vor Ort beim Kunden statt. Für die Nachschulung wählen Sie, ob Sie das lieber in Ihrer Firma oder in den ALPHA LASER Schulungsräumen machen.
Ist Laserschweißen gefährlich?
ALPHA LASER hat in Zusammenarbeit mit Institutionen und Sachverständigen ein umfangreiches Sicherheitskonzept erarbeitet und schult Laseranwender entsprechend. Es ist zwingend nötig auf den korrekten Augenschutz zu achten und die Haut gegen UV-Strahlung zu schützen. Dafür bieten wir umfassendes Sicherheitszubehör und die entsprechende Beratung an.
Die ALPHA LASER Lasersysteme erfüllen die Anforderungen nach Performance Level d. Bei ALPHA LASER können Sie die Schulung zum Laserschutz Beauftragten machen.
Ist meine Anwendung für das Laserschweißen geeignet?
Die Anwendungstechniker von ALPHA LASER unterstützen Sie bei der Prozessentwicklung. Wir erstellen Musterschweißungen und beraten Sie bei der Auswahl der richtigen Laserparameter und dem geeigneten Zusatzmaterial.
Was kann durch Laserschweißen gespart werden?
Laserschweißen spart Zeit und Material. Defekte an Werkzeugen werden genau aufgeschweißt und mit geringem Aufwand nachgearbeitet. Dadurch kann das Werkzeug weiterverwendet werden und die Neuanschaffung wird gespart. Generell lässt sich die Standzeit von Formen und Werkzeugen verlängern, was deutlich zur Nachhaltigkeit beiträgt. Zeit wird gespart, da der Laserschweißprozess Wärme lokal begrenzt ins Material bringt und somit Verzug vermieden wird. Ein Vorwärmen des Materials ins meistens nicht nötig.
Was muss bei einem LASER Arbeitsplatz berücksichtigt werden?
Zunächst die Lasersicherheit. Entweder durch eine geschlossene Anlage oder, bei offenen Laserschweißgeräten, durch das Einhalten der rechtlichen Vorschriften. Hier unterstützen wir Sie bei der Beratung. Ergonomie ist ein weiterer wichtiger Punkt. Hier punkten die Lasersysteme von ALPHA LASER durch flexible Einstellungen und entsprechende Gestaltung. Außerdem ist eine gute Beleuchtung wichtig.
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