Vor- und Nachteile des Laserschweißens

Laserschweißen ist eine Schweißtechnik, bei der ein Laserstrahl eine Wärmequelle fokussiert, um mehrere Metallteile zu verbinden. Hersteller und Blechbearbeiter setzen zunehmend auf dieses Hightech-Verfahren zum Schweißen mit Lasertechnik für höhere Qualität, schnelleren Durchsatz und geringere Nachbearbeitungskosten. Möchten Sie mehr über das Laserschweißen erfahren, bevor Sie beginnen? Lesen Sie weiter, um mehr über die Vor- und Nachteile des Laserschweißens zu erfahren.

Wie funktioniert Laserschweißen?

Laserschweißen oder Laserstrahlschweißen ist ein Verfahren, bei dem eine laserfokussierte Wärmequelle zum Schmelzen von Materialien verwendet wird. Laserschweißen funktioniert in zwei grundsätzlich unterschiedlichen Modi: leitungsbegrenztes Schweißen und Tieflochschweißen. Die Art der Wechselwirkung des Laserstrahls mit dem zu schweißenden Material hängt von der Leistungsdichte ab, mit der der Strahl auf das Werkstück trifft. Das Funktionsprinzip des Laserschweißens besteht darin, einen Laser mit hoher Leistungsdichte zu fokussieren und Wärme auf die Verbindung zwischen zwei Metalloberflächen anzuwenden. Wenn die Metalloberfläche den Laser absorbiert, wird das Material erhitzt und geschmolzen, wodurch eine Schweißnaht zwischen den beiden Oberflächen entsteht und das Schweißen abgeschlossen wird.
Laserschweißen bietet eine höhere Schweißpräzision und -qualität. Da der Laser selbst nur sehr wenig Wärme erzeugt, ist auch die beim Laserschweißen entstehende Schweißnaht relativ klein, wodurch sich das Laserschweißen besonders für dünnere Materialien wie Elektronik oder Glas-/Metalldichtungen eignet. Beim Schweißen dickerer Materialien entstehen hingegen schmale und tiefe Schweißnähte zwischen kantigen Teilen. Heutzutage umfassen moderne Laserschweißanwendungen fortschrittliche Optiken, die den Einsatz programmierbarer Roboter zur genauen Lokalisierung eines Bereichs im Werkstück ermöglichen.

Vorteile des Laserschweißens

Das Laserschweißen hat gegenüber herkömmlichen Schweißtechniken viele Vorteile. Erstens kann das Laserschweißen ohne zusätzliche Werkzeuge oder Vorrichtungen durchgeführt werden, was zu präziseren Ergebnissen führt. Darüber hinaus können Laser unglaublich hohe Temperaturen erreichen, sodass beim Laserschweißen auch sehr starke und langlebige Schweißnähte entstehen.

Höhere Genauigkeit

Beim Laserschweißen entsteht ein sehr schmaler Laserstrahl, der sehr präzise auf die zu schweißende Stelle fokussiert werden kann, selbst in Bereichen mit einem Durchmesser von nur wenigen Millimetern. Neben einer präziseren Steuerung des Schweißprozesses werden auch Verschwendung und Fehler an Schweißmaterial vermieden und eine gleichbleibende Qualität sichergestellt.

Hochwertige Schweißnähte

Einer der Hauptvorteile des Laserschweißens besteht darin, dass es qualitativ hochwertigere Schweißnähte erzeugt. Das liegt daran, dass beim Laserschweißen eine schmalere und tiefere Schweißnaht entsteht als bei anderen Verfahren, wodurch eine stärkere Verbindung zwischen den beiden Metallteilen entsteht und es extremen Temperaturen und rauen Umgebungen standhält. Der gleichmäßige Puls des Laserschweißens führt nach dem Laserschweißen zu einer sehr sauberen Naht ohne die beim Schutzgas- oder Elektroschweißen unvermeidlichen Sicken oder Grate.

Der Laser erhöht die Schweißgeschwindigkeit

Das Laserschweißen ist um ein Vielfaches schneller (bis zu 5 bis 10 Mal schneller) als herkömmliche Methoden. Die Schweißgeschwindigkeiten variieren je nach Typ und Leistung des verwendeten Lasergenerators. Durch hohe Schweißgeschwindigkeiten können mehr Teile pro Stunde hergestellt werden, was kürzere Durchlaufzeiten und eine höhere Produktivität bedeutet. Darüber hinaus kann das Laserschweißen in automatisierte Geräte integriert werden, was einen längeren Betrieb ermöglicht.

Reduzieren Sie die Kosten für die Nachbehandlung nach dem Schweißen

Der Prozess des herkömmlichen Schweißens und Laserschweißens besteht darin, Wärme an der Verbindungsstelle zweier Oberflächen zu übertragen. Beim Schweißen mit herkömmlichen Methoden können Materialien Biegungen, Spannungen und anderen negativen Auswirkungen ausgesetzt sein. Allerdings verfügt der Laser über eine enorme Leistungsdichte, die Breite der Wärmeeinflusszone auf beiden Seiten der Schweißnaht ist gering und die thermische Schädigung und der Leistungsverlust des Materials in der Nähe der Schweißnaht werden reduziert. Die Verformung der Proben ist daher geringer als bei Proben, die nach vielen anderen Verfahren geschweißt wurden.
Nach dem Laserschweißen ist ein Schleifen in der Regel nicht erforderlich, was die Nachbearbeitungskosten deutlich reduzieren kann. Eine solche dekorative Schweißnaht trägt auch dazu bei, das Erscheinungsbild des Produkts aufzuwerten und beim Kunden einen guten ersten Eindruck zu hinterlassen.

Vielseitigkeit

Das Laserschweißen ist äußerst vielseitig und verschiedene Lasergeräte eignen sich gut zum Schweißen unterschiedlicher Dinge. Beispielsweise kann das Laserschweißen an einer Vielzahl von Metallmaterialien durchgeführt werden, darunter Weichstahl, Edelstahl und Titan. Laserschweißen kann zum Schweißen dicker Stahlplatten für die Schifffahrtsindustrie, zum Schweißen von Edelmetallen für Schmuck oder zum Schweißen von Kupferkontakten an Elektroautobatterien eingesetzt werden. Es kann schwer zugängliche Stellen erreichen, berührungsloses Schweißen über große Entfernungen ermöglichen und verfügt über eine große Flexibilität. Das Laserschweißen eignet sich sehr gut zum Zusammenbauen und Schweißen von Miniatur- und Kleinwerkstücken, die in großen Stückzahlen hergestellt werden.

Mehr Sicherheit

Ein weiterer Vorteil des Laserschweißens als berührungsloses Fügeverfahren ist die Sicherheit. Laserschweißmaschinen mit geringerer Leistung stellen ein geringeres Sicherheitsrisiko dar und sind in der Regel tragbar. Sie verwenden einen Handschweißkopf, um mit dem Schweißen zu beginnen. höhere Leistung Laserschweißmaschinen werden ferngesteuert, sodass Arbeiter den Laserstrahl richten können, ohne sich in der Nähe des Schweißbereichs aufhalten zu müssen. Darüber hinaus entsteht beim Laserschweißen weniger Rauch als bei anderen Verfahren, was dazu beiträgt, das Risiko von Atemwegserkrankungen für die Arbeitnehmer zu verringern und die Luftqualität zu verbessern.

Nachteile des Laserschweißens

Trotz der vielen Vorteile des Laserschweißens gibt es auch einige Nachteile, die mit dem Laserschweißen verbunden sind und die vor einer Investition in diese Technologie berücksichtigt werden sollten. Dies hilft Ihnen, Ihre Maschinen besser zu verstehen und die Kosten im Zusammenhang mit Maschinenausfällen zu reduzieren.

Hohe Vorlaufkosten

Der Hauptnachteil des Laserschweißens sind die hohen Anschaffungskosten. Die Anschaffungskosten einer Lasereinheit sind in der Regel doppelt oder dreimal so hoch wie bei herkömmlichen Systemen, was eine erhebliche einmalige Investition darstellt. Auch die Schulung der Mitarbeiter im Umgang mit diesen Geräten kann kostspielig sein. Darüber hinaus können die Wartungs- und Reparaturkosten für Laserschweißgeräte höher sein als bei anderen Arten von Schweißgeräten. Doch das Laserschweißen macht sich aufgrund seiner überlegenen Geschwindigkeit, Präzision und Vielseitigkeit schnell bezahlt. Die Effizienzorientierung des Laserschweißens ermöglicht es Unternehmen, die Produktion zu optimieren, Materialabfälle zu reduzieren und die Gesamtrentabilität zu steigern.

Geringe Spieltoleranz

Eine geringe Spieltoleranz bedeutet, dass die Montagegenauigkeit der Schweißverbindung hoch ist und die Position des Trägers auf dem Werkstück keine offensichtlichen Abweichungen aufweisen kann. Dies liegt daran, dass die Punktgröße des fokussierten Lasers klein und die Schweißnaht schmal ist, was beim Zusammenbau des Werkstücks oder bei ungenauer Strahlpositionierung zu Schweißfehlern führen kann. Geringe Spieltoleranzen bedeuten, dass Sie sicherstellen müssen, dass Ihre vorgelagerten Prozesse/Lieferanten enge Toleranzgrenzen zuverlässig einhalten können.

Schulung erforderlich

In der Fertigung und Metallverarbeitung hat sich das Laserschweißen zu einer bahnbrechenden Technologie entwickelt, die beispiellose Präzision und Effizienz bietet. Um das volle Potenzial einer Laserschweißmaschine auszuschöpfen, ist jedoch mehr erforderlich als der Kauf der Ausrüstung. Es bedarf einer umfassenden modernen Schulung der Bediener, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, die Leistung zu optimieren und die unzähligen Vorteile zu nutzen, die das Gerät bietet. Schulungen für Bediener können die Gesamtkosten einer Laserschweißmaschine erhöhen.

Begrenzte Anwendung

Während eine Laserschweißmaschine in vielen Anwendungen hervorragende Vorteile bietet, weist sie auch bestimmte Einschränkungen auf, z. B. ist sie weniger zum Schweißen dickerer Materialien geeignet und kann für bestimmte Arten von Verbindungen nicht verwendet werden. Außerdem sind bestimmte Materialien, wie zum Beispiel stark reflektierende Oberflächen, möglicherweise nicht für das Laserschweißen geeignet. In solchen Fällen können alternative Schweißmethoden wie Lichtbogenschweißen oder E-Book-Schweißen besser geeignet sein. Es wird empfohlen, vor Beginn eines Schweißprojekts dessen spezifische Anforderungen zu bewerten und einen Experten zu konsultieren, um die am besten geeignete Schweißmethode zu ermitteln.

Es besteht ein Sicherheitsrisiko

Obwohl das Laserschweißen mit seiner Präzision und Effizienz die Schweißindustrie revolutioniert hat, birgt es immer noch gewisse Sicherheitsrisiken. Beispielsweise kann beim Einsatz eines Laserschweißgeräts der intensive Laserstrahl, der beim Schweißvorgang entsteht, schwere Verbrennungen oder dauerhafte Augenschäden verursachen, wenn kein geeigneter Augenschutz verwendet wird.

Bei der Verwendung einer Laserschweißmaschine sind umfassende Sicherheitsprotokolle, eine angemessene Schulung und eine regelmäßige Wartung der Ausrüstung erforderlich, um die mit dem Laserschweißen verbundenen Risiken zu minimieren. Laserschweißen erfordert mehr Schutzmaßnahmen als andere Schweißverfahren.

Zusammenfassen

Das Laserschweißen ist eine beeindruckende Technologie, die Herstellern effiziente und kostengünstige Schweißmethoden bietet. Zwar gibt es bei diesem Verfahren einige Nachteile, wie z. B. geringe Toleranzen beim Schweißen, diese können jedoch mit wenig Sorgfalt überwunden werden. Wenn Sie in einem Unternehmen tätig sind, das nach einer zuverlässigen Methode sucht, um Metalle schnell und präzise zu verbinden, dann ist das Laserschweißen möglicherweise genau das Richtige für Sie!
Um mehr über das Laserschweißen in Aktion zu erfahren, schauen Sie sich dieses Video an. Wenn Sie weitere Fragen haben, AccTek-Laser Gerne bespricht wir mit Ihnen Ihren konkreten Anwendungsfall, um Ihnen bei der richtigen Entscheidung zu helfen.

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