Handgeführtes Laserschweißen

Effizientes Fügen dünner Bleche bei minimalem Verzug

Was ist handgeführtes Laserschweißen?

Handgeführtes Laserschweißen, auch Laserhandschweißen genannt, ist ein Verfahren zum verzugsarmen Fügen dünner Blechstärken mit steigender Verbreitung in der Industrie. Bei diesem manuellen Prozess führt die bearbeitende Person eine Schweißpistole entlang der zu verschweißenden Kante. Als Energiequelle dient ein Laser, der mittels einer Optik entlang einer Linie oder einer anderen definierten Strahlform gependelt wird. Je nach Anwendungsfall kann auch ein Zusatzdraht beigeführt werden. Um die Schweißnaht vor Oxidation zu schützen strömt parallel zum Laser ein Schutzgas, meist Argon oder Stickstoff.

 

Wie funktioniert Laserhandschweißen?

Das handgeführte Laserschweißen eignet sich besonders bei hohen Ansprüchen an die Präzision der Schweißung, einen minimalen Verzug oder dünnen Blechstärken. Als manuelles Verfahren wird es vor allem in der Einzelfertigung und bei kleinen Losgrößen, z. B. im Behälterbau, eingesetzt. Mit dem Laser lassen sich un-, niedrig- und hochlegierte Stähle sowie schweißbare Aluminium- und Nickelbasislegierungen schnell und einfach fügen. Auch Titan- und Kupferlegierungen können verarbeitet werden. Typischerweise werden T-, Überlapp- oder Eckstöße geschweißt, aber auch I-Stöße sind möglich.  Die Einschweißtiefe variiert dabei abhängig vom Material, der Stoßart und den Prozessparametern, insbesondere der maximalen Laserleistung des Geräts.

Handgeführtes Laserstrahlschweißen mit Zusatzdraht

© Fraunhofer IPK / Raphael Marquardt
Präzision in der Hand: Handgeführtes Laserschweißen ermöglicht feine und exakte Schweißnähte für komplexe Bauteile.

Laserhandschweißen im Vergleich zu anderen Verfahren

Das handgeführte Laserstrahlschweißen zeichnet sich gegenüber den gängigen Lichtbogenverfahren wie MIG, MAG und WIG durch eine konzentrierte und gerichtete Energieeinbringung aus. Dies führt auch bei dünnen Blechen zu einer kleineren Wärmeeinflusszone sowie zu geringerem Verzug und damit zu weniger Richtarbeit. Eine sehr hohe Nahtqualität verbessert zudem den optischen Eindruck der Baugruppen. Die im Vergleich zu lichtbogenbasierten Verfahren deutlich einfachere Handhabung erleichtert zudem die schnelle Einarbeitung neuer Mitarbeiter in das Verfahren. Gängige Systeme verfügen zusätzlich über eine Laserreinigungsfunktion zur Entfernung von Rost und Verschmutzungen. Auch Oxidschichten können entfernt werden, was die Nahtqualität beim Aluminiumschweißen verbessert. Arbeitsschritte können vereinfacht und die Effizienz des Personals erhöht werden.

 

Herausforderungen beim handgeführten Laserschweißen

Das handgeführte Laserschweißen erfordert einen neuen Ansatz bei der Prozessauslegung. Beispielsweise kann bei bestimmten Anwendungen auf die Nahtvorbereitung verzichtet werden, wenn eine ausreichende Kantenqualität erreicht wird. Auch die geringere Wärmeeinbringung bei höheren Abkühlgeschwindigkeiten kann zu anderen Gefügen führen. Häufig kann hier die Prozessführung auf Basis eines vertieften Prozessverständnisses anwendungsspezifisch optimiert werden. Eine weitere Neuerung betrifft die Lasersicherheit. Im Gegensatz zu konventionellen Lichtbogenprozessen erfordert der Laser entsprechend ausgelegte Sicherheitseinrichtungen, auf den Laser abgestimmte persönliche Schutzausrüstungen sowie einen Laserschutzbeauftragten.

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Handgeführtes Laserschweißen

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