Metallschweißen

Der Prozess des Laserschweißens wird grundlegend in zwei Verfahren unterschieden:

Das Wärmeleitungsschweißen (Melt Welding / Fusion Welding),
und das Tiefschweißen (Keyhole Welding).

Wärmeleitungsschweißen

Der Werkstoff schmilzt nur an der Oberfläche.

 

Beim Wärmeleitungsschweißen schmelzen die zu verbindenden Materialien durch Absorption des Laserstrahls an der Materialoberfläche auf. Die Schmelzen fließen ineinander und die erstarrte Schmelze verbindet die Materialien. Die Einschweißtiefen für dieses Verfahren liegen bei typischerweise < 1 mm und wird angewendet, um dünnwandige Teile zu verbinden. Der Laser erzeugt eine glatte, abgerundete Schweißnaht, die nicht mehr nachbearbeitet werden muss.

Tiefschweißen

Das Prinzip des Tiefschweißens beruht auf der Erzeugung einer Dampfkapillare im Material. Der Laserstrahl erzeugt die hierfür notwendige lokale Verdampfungstemperatur. Der dabei entstehende Dampfdruck im Material erzeugt eine Kapillare mit dem ca. 1,5 fachen Durchmesser des Laserstrahlfokus.

Diese Dampfkapillare (auch Keyhole genannt) wird durch das Bewegungssystem der Laserbearbeitungsanlage durch das Werkstück gezogen. Die Metallschmelze umfließt die Dampfkapillare und erstarrt an der Rückseite. Eine tiefe, schmale Schweißnaht mit gleichmäßigem Gefüge entsteht.

Tiefschweißen zeichnet sich durch einen hohen Wirkungsgrad und hohe Schweißgeschwindigkeiten aus. Dank der hohen Geschwindigkeit ist die Wärmeeinflusszone klein und der Verzug des Materials gering. Das Verfahren wird angewendet, wenn hohe Einschweißtiefen gefordert sind oder mehrere Werkstofflagen auf einmal geschweißt werden sollen.