Prinzipien und Anwendungen des Laserschweißens

Beim Laserschweißen wird im Allgemeinen ein kontinuierlicher Laserstrahl zum Verbinden von Materialien verwendet. Sein metallurgischer physikalischer Prozess ähnelt stark dem des Elektronenstrahlschweißens, d kleines Loch. Dieses mit Dampf gefüllte kleine Loch wirkt wie ein schwarzer Körper und absorbiert fast die gesamte Energie des einfallenden Lichtstrahls. Die Wärme wird von der Außenwand dieses Hochtemperaturhohlraums übertragen und schmilzt das das Loch umgebende Metall. Im Wesentlichen handelt es sich um einen Prozess der Laserinteraktion mit undurchsichtigem Material. Das Prinzip des Laserschweißens ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1. Prinzip des Laserschweißens

Anwendungsbereich von Laserschweißen

In unserem Unternehmen wird beim Schweißen von Edelstahl-Schienenfahrzeugen das Punktschweißen von Fahrzeugseitenwandbauteilen nach und nach durch das Laserschweißen ersetzt. Ziel ist es, die Präzision und Betriebseffizienz des Schweißens zu verbessern, die Arbeitsgeschwindigkeit im Vergleich zur Gegenwart um 20 bis 30 % zu erhöhen und die Kosten um 20 bis 30 % zu senken. Typischerweise erfordert jedes Schienenfahrzeug 7000 bis 8000 Schweißpunkte. und die bearbeitete Oberfläche nach dem Punktschweißen erfordert eine anschließende zeitaufwändige Schwarzentfernungsbehandlung. Das Laserschweißen hat diese beiden Probleme verbessert. Derzeit können mit dem Laserschweißen Schweißanforderungen für Stoßverbindungen, Überlappungsverbindungen und andere Verbindungsformen von Edelstahlplatten innerhalb von 2.5 mm erreicht werden.

Die Vorteile des Laserschweißens sind eine hohe Schweißgeschwindigkeit, ein geringer Schweißwärmeeintrag, eine kleine Wärmeeinflusszone, eine geringe Schweißspannung, eine geringe Werkstückverformung sowie die Erzielung einer hochwertigen Verbindungsfestigkeit und eines größeren Tiefen-Breiten-Verhältnisses. Darüber hinaus Es kann eine Vielzahl von Materialien geschweißt werden, z. B. hochschmelzende Metalle und Materialien mit starker Wärmeempfindlichkeit. Außerdem können nichtmetallische Materialien wie Keramik und organisches Glas zum Schweißen verwendet werden. Es ist gut zugänglich und der Strahl kann mit Hilfe des reflektierenden Spiegels die Position erreichen, an der das allgemeine Schweißverfahren nicht schweißen kann, besonders geeignet für Mikroteile und Laserschweißen über große Entfernungen. Es ist kein direkter Kontakt mit dem Schweißgerät erforderlich Schweißzone und kann transparente Medien passieren, um Werkstücke in versiegelten Behältern zu schweißen, beispielsweise beim Schweißen hochgiftiger Materialien wie Berylliumlegierungen in glasversiegelten Behältern.