Das Laserschweißen ist eine moderne und innovative Art und Weise Metalle und Kunststoffe miteinander zu verbinden, die vor allem in der industriellen Fertigung zum Einsatz kommt. Kein Wunder, ist doch der Laser ein äußerst vielseitig einsetzbares Werkzeug, das sowohl die Verarbeitung von Werkstoffen mit hoher Schmelztemperatur als auch solche mit hoher Wärmeleitfähigkeit ermöglicht. Auch Rohre und Profile lassen sich mittels Laser in bester Qualität schweißen. Aber auch für Bauteile, die mit hohen Schweißgeschwindigkeiten und bei möglichst kleinem thermischem Verzug verschweißt werden sollen, ist diese Methode die richtige Wahl.

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Das Laserschweißen kommt auch dann zum Einsatz, wenn die herkömmlichen Schweißverfahren (Plasma- oder Lichtbogenschweißen) aufgrund ihrer deutlich höheren Wärmeentwicklung nicht mehr geeignet sind. Doch Vorsicht bei der Intensität bzw. Leistung des Laserstrahls – die muss natürlich exakt an die Beschaffenheiten des jeweiligen Werkstoffs angepasst werden.

Aufgrund des kleinen Durchmessers des Laserstrahls kommt es zu einer sehr großen Energiekonzentration direkt am Brennpunkt und somit zu einem schnellen Schmelzen des Materials in diesem Bereich. Die Schweißnähte kühlen danach rasch ab, was wiederum zu einem deutlich geringeren thermischen Verzug des Werkstoffs insgesamt führt. Aufgrund der hohen Schweißgeschwindigkeiten ist das Laserschweißen nicht nur eine sehr wirtschaftliche Methode, sie garantiert zudem eine punktgenaue Fertigung.

Beim Punkt- oder Nahtschweißen lassen sich beispielsweise sehr feine Nahtgeometrien sowie Schweißpunkte mit kleinsten Durchmessern (< 0,1 mm) erzeugen. Von Scannerschweißen ist dann die Rede, wenn alle Prozesse wie etwa das Bewegen von Werkstück und Schweißkopf komplett automatisiert ablaufen. Vor allem zur Herstellung komplexer 3D-Formen oder in der Serienproduktion kommen Automatisierungstools wie Roboter und Scanner zum Einsatz, da sie nicht nur schneller, sondern auch genauer arbeiten.

Die Varianten des Laserschweißens

• Die verbreitetste Variante des Laserschweißens heißt Tiefschweißen. Die Intensität des Laserstrahls liegt dabei über der kritischen Grenze von 10⁶ W/cm², wodurch der Werkstoff an der Schweißstelle aufgeschmolzen wird und das sogenannte laserinduzierte Plasma entsteht. Beim Tiefschweißen wird die Energie des Laserstrahls fast zur Gänze in das Werkstück eingebracht.
• Beim sogenannten Wärmeleitungsschweißen ist die Einschweißung aufgrund des weniger intensiven Laserstrahls (unterhalb der kritischen Schwelle) flach und es bildet sich kein Metallplasma.
• Das Schweißen mit Zusatzwerkstoff ist eine Sonderform des Laserschweißens, die beispielsweise beim Mehrlagenschweißen (bei großen Blechdicke) oder beim Laserauftragsschweißen zum Einsatz kommt. Dabei verhindert das Zusatzmaterial ein Einfallen der Naht, was vor allem bei größeren Spaltbreiten notwendig ist.

Die Vorteile des Laserschweißens

Neben der hohen Schweißgeschwindigkeit und der Top-Qualität mit einer Maßgenauigkeiten +- 0,01 mm weist das Laserschweißen eine Reihe anderer Vorteile gegenüber anderen Verfahren auf.

Hier die wichtigsten auf einen Blick:

• Es können unterschiedliche Werkstoffe miteinander verschweißt werden.
• Die Nahtgeometrie ist sehr schlank und verfügt über ein optimales Tiefe-Breite-Verhältnis.
• Kaum bis gar kein thermischer Verzug des Materials.
• Wenig Spritzerbildung.
• Berührungslos und ohne Kraftübertragung.
• Auch komplizierte Geometrien können bewältigt werden.

Auch beim Laserschweißen kommen unterschiedliche Prozess- oder Schutzgase zum Einsatz. Die Palette dabei reicht von Argon über CO2 bis hin zu Stickstoff und Helium. Als Industriegasespezialist verfügt Messer Austria sämtliche Gase bzw. Gemische, die für einen reibungslosen Prozess und qualitativ hochwertige Endergebnisse nötig sind.

Fazit Laserschweißen

Der Laserstrahl bietet verschiedene Möglichkeiten, Metalle und Kunststoffe zu verarbeiten. Es ist eine sehr schnelle und präzise Methode, unterschiedliche Werkstoffe miteinander zu verschweißen und kommt vor allem dort zum Einsatz, wo die herkömmlichen Schweißverfahren nicht mehr geeignet sind, da sie eine deutlich höhere Wärmeentwicklung mit sich bringen. Doch dabei muss die Leistung des Lasers korrekt dosiert werden, um etwaigen Schäden am Werkstoff vorzubeugen!

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