Laserschweißen ist heutzutage längst ein Standardverfahren, was zum Beispiel in der Automobilfertigung, im Stahlbau wie auch in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt wird. Das Prinzip des Laserschweißens ist eine »Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung« und bedeutet, dass Licht mit nur einer Wellenlänge erzeugt wird. Die damit generierte hohe Energiedichte von 105 bis 106 Watt pro Quadratzentimeter macht man sich technisch beim Schweißen zunutze: Die hohe Energiedichte eines Laserstrahls wird auf einen kleinen Punkt gebracht und schafft die Möglichkeit des berührungslosen Schweißens mit hoher Prozessgeschwindigkeit.
Warum sind beim Laserschweißen hohe Schweißgeschwindigkeiten möglich?
Die hohe Energiedichte des Laserstrahls kann in Bruchteilen von Sekunden das zu schweißende Material punktuell aufschmelzen. Der Erstarrungsvorgang erfolgt in derselben Geschwindigkeit. Unter idealen Voraussetzungen können mit dem Laserschweißverfahren bis zu 60 Meter pro Minute geschweißt werden.
Doch der Laser ist nicht nur beim Schweißen selbst sehr schnell. Eine große Zeiteinsparung wird beim Laserschweißen vor allem beim Bewegen des Lasers zwischen zwei Schweißnähten beispielsweise über Scannersysteme erreicht. Steppnähte Schweißen ist hierfür ein gutes Beispiel, wenn im Abstand von nur wenigen Zentimetern eine Naht nach der anderen geschweißt wird. Der Laser kann das in sehr hoher Geschwindigkeit und sorgt damit für eine hohe Produktivität.
Festigkeit von Laserschweißnähten
Bei Bedarf können Laserschweißnähte auch so erzeugt werden, dass sie die Festigkeit von Bauteilen erhöhen: Mit dem Scannersystem der Laseroptik können bestimmte Muster der Schweißnaht erzeugt werden. So erhöhen beispielsweise in regelmäßigen Abständen geschweißte kleine Spiralen die Festigkeit eines Bauteils nochmals deutlich im Vergleich zu linearen Steppnähten. Nur mit einem Scannersystem sind solch beliebige Schweißnahtgeometrien möglich.
Niedrige thermische Belastung des Bauteils
Die punktgenaue Wärmeeinbringung ist es auch, die im Vergleich zu MIG/MAG-geschweißten Werkstücken eine thermische Belastung des Bauteils niedrig hält. Das Material wird beim gezielten kurzzeitigen Erwärmen durch den Laserstrahl nur geringfügig gestaucht. Die Wärmeeinflusszone ist entsprechend gering, was dazu führt, dass beim Vorgang des Erwärmens und Abkühlens fast kein Verzug des Bauteils stattfindet.
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