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Laserschweißen, wo Sie es nicht erwartet hätten

Beim Schweißen im XXL-Format hat die Industrie das Laserschweißen für sich entdeckt. Dabei kommen gleich mehrere Vorteile des Verfahrens zum Tragen.

Denkt man an eine Schiffswerft, tauchen Schwarz-Weiß-Bilder von riesigen Metallplatten auf, die von Männern mit feuerspeienden Brennern verschweißt werden. Auch beim Rohrschweißen hat jeder die Bilder von den Arbeitern in Schutzkleidung im Kopf, die sich langsam entlang des Rohres voranschweißen. Dass das in der Praxis so kaum mehr anzutreffen ist, liegt am Vormarsch des Laserschweißens.

Rohrschweißen

Seine besonderen Stärken spielt das Laserschweißen im Rohrschweißen aus. Dabei sind es nicht nur die schmalen, feinkörnigen Lasernähte, sondern auch nur die hohen Prozessgeschwindigkeiten, die das konventionelle WIG-Schweißen hier als Methode der Wahl abgelöst haben. Das Wolfram-Inertgas-Schweißen, wie das WIG-Verfahren vollständig heißt, zeichnet sich ebenfalls durch besonders hohe Nahtqualitäten aus. Als Schutzgas für den Lichtbogen, der zwischen dem Werkstück und der Wolfram-Elektrode entsteht, wird dabei ein inertes Gasgemisch auf Basis von Argon oder Helium verwendet. WIG-Schweißen funktioniert – doch Laserschweißen ist schneller, und hat zudem ein breiteres Anwendungsspektrum für die verschiedenen Legierungen. Bei Edelstahlrohren stößt das WIG-Schweißen an seine Grenzen, wenn es um ferritischen Stahl geht. Diese Stahlsorten, die einen Chrom-Anteil von mindestens zehn Prozent haben, werden wegen ihrer nichtrostenden und hitzebeständigen Eigenschaften besonders in der chemischen Industrie und in Trinkwasserleitungen eingesetzt. Für Schweißverfahren, die mit großer Hitze arbeiten, sind sie deshalb nur mit vergrößertem Aufwand und speziellen Wärmebehandlungen verarbeitbar. Beim Laserschweißen geht das in einem Prozess. Darum hat es sich im Rohrschweißen mittlerweile durchgesetzt, sowohl für Edelstahl als auch andere Legierungen und sogar Verbundwerkstoffe aus Metall und Kunststoff – also für Unterwasserleitungssysteme, Einspritzleitungen, Benzinpumpen und viele andere Rohrsysteme, die in großer Zahl präzise der Länge nach geschweißt werden müssen.

Hybridschweißen

Ein weiterer Vorteil, den das Laserschweißens bei Rohren ausspielt, liegt in der Länge der Schweißnaht: Je länger diese ist, desto mehr Wärme wird bei konventionellen Verfahren in das Bauteil eingebracht. Das stabilisiert zwar die Schweißnaht, bringt aber die Gefahr des Verzugs mit sich. Beim Laserschweißen ist das nicht der Fall, außerdem spart man sich das Verschleifen der Schweißnähte. Was bei Rohren funktioniert, gilt selbstverständlich auch für andere Bauteile, die große und lange Schweißnähte mit höchstmöglicher Präzision benötigen. Das ist beispielsweise im Schiffsbau der Fall, wo Blechplatten mit 30 Metern Länge und 15 mm Dicke im wörtlichen Sinn wasserdicht verschweißt werden müssen. Bei konventionellen Schweißverfahren erfordert das mehrere Arbeitsgänge, um die Platten in etwa fünf Lagen zu verbinden. Fürs Laserschweißen selbst ist das ebenfalls eine zu große Herausforderung, insbesondere wegen der physikalisch gegebenen Abstände, die der punktgenaue Laser nicht überbrücken kann. In Hybridverfahren liefert der Laser eine hohe Energiedichte und ermöglicht große Nahttiefe, der zu überbrückende Spalt wird im selben Schritt von einem MIG-Brenner geschlossen. Damit ist der Prozess in nur mehr einem Arbeitsschritt abgeschlossen, wo früher bis zu fünf Durchläufe notwendig waren. Deshalb bewährt sich Laserschweißen in Verbindung mit konventionellen Methoden, vor allem bei XXL-Herausforderungen.

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