Vorteile des Laserschweissens gegenüber traditionellen Fertigungstechniken

PUBLISHED 3 April 2017

Das weitverbreitete und bekannte Gas-Metall-Lichtbogenschweissen wurde Anfang des neunzehnten Jahrhunderts entwickelt und ist seitdem ein gängiges Verfahren. Es wird mit einem jungen Verfahren, das es als industrialisierten Prozess seit den achtziger Jahren gibt und mittlerweile sich sowohl in der Automobilindustrie als auch in der Produktion von Rohren etabliert hat, verglichen: dem Laserstrahlschweissen.

Schweissen von Edelstahl

Was ist das Gas-Metall-Lichtbogenschweissen?

Das Gas-Metall-Lichbogenschweissen (GMLS) ist ein Schweissverfahren, das von einer Elektrode generierten Strom benötigt und damit einen Lichtbogen erzeugt. Dieser erhitzt beide Elektroden sowie das metallische Werkstück. Somit schmelzen diese und werden zusammen geschweißt. Für Schweisser waren traditionell bislang WIG und MIG die beiden gängigen zur Wahl stehenden Fertigungstechniken. GMLS wird aufgrund der exzellenten Ausführung als gute Alternative gesehen.

MIG MAG GMLS Schweissen

Das Metall-Inert-Gas-Schweissen (MIG) benutzt eine verbrauchbare Drahtelektrode, um einen elektrischen Lichtbogen zwischen der Elektrode und dem zu verschweissenden Metall zu erzeugen. Dieser Lichtbogen lässt das Metall und den Draht verschmelzen und schweißt so beide Komponenten zusammen. Ein Gas, bekannt als Schutzgas, wird durch die Schweisspistole geführt, um das metallische Werkstück vor Luftkontamination zu schützen. Eine konstante Gleichspannung wird üblicherweise beim GMLS verwendet. Dennoch werden auch Wechselstrom oder Konstantstrom-Systeme benutzt. WIG-Schweissen nutzt eine Tungsten-Elektrode, um einen elektrischen Lichtbogen zu erzeugen; dabei wird ein handgeführtes Füllmaterial verwendet. Im Gegensatz dient beim MIG-Schweissen die Elektrode selbst als Füller.

Zusammenfassung der Nachteile von MIG- und WIG-Schweissen

  • Teurer Verbrauch von Edelgas beim Schweissen
  • Das MIG Schweissen erfordert grosse Fingerfertigkeit und Geschick
  • Eine signifikant hohe Hitze wird beim GML benötigt
  • Hitze wird auf das zu schweissende Werkstück übertragen und kann Verzug und Veränderung in der Struktur verursachen, die sich negativ auf die Schweißnaht auswirken kann
  • Empfänglichkeit von Schmutz und Kontaminierung
  • Hohe Rüstkosten
  • UV-Strahlung kann Verbrennungen verursachen
  • Limitiert auf zugfreie Umgebung
  • Erfordert hohe Fertigkeit des Schweisspersonals
  • Hohe Ausrüstungs- und Betriebsstoffe
  • Im Freien Schweissen nicht realisierbar
  • Unmögliche Nutzung in vertikaler oder hängender Position aufgrund des flüssigen Zustands der Schweissnaht

Moderne Fertigungstechniken: Laserschweissen

Das Laserschweissen wird verstärkt bei Industrieprozessen eingesetzt, da es ein weiteres Spektrum an Anwendungen als das traditionelle Schweissen abdeckt. Der Grund dafür ist, da aufgrund des konzentrierten Laserstrahls weniger Hitze entsteht und somit auch weniger Hitze auf das Metall übertragen wird. Folglich ist die metallurgische Struktur weniger betroffen, so dass die Qualität der Schweissnaht höher als die bei der traditionellen Schweissung ist.

Laser Strahl Schweissen

Generell ist das Laserschweissen viel zeitgemässer und die Schweissnähte können bis zu einem Hundertstel eines Millimeters marginal sein. Kleine Erhitzungsimpulse bilden Schweissnähte höchster Qualität, die durch enorme Stärke bzgl. dem Tiefe-Breiten-Verhältnis bestechen. In Abhängigkeit des Lasers können Schweissanbindungen von bis zu 15 Millimetern bei Stahl oder Edelstahl erreicht werden.

Ein weiterer entscheidender Vorteil der Laserschweisstechnologie gegenüber anderer Fertigungstechniken ist, dass mit dem Laser eine Vielzahl von Metallen, wie Titan, Aluminium, Carbon, hochfeste Stähle und Edelstähle wie Silber und Gold geschweisst werden können.

Mit dem Laserschweissen sind die Schweissnähte viel exakter und deren Stärke und Ausführung sind deutlich hochwertiger. Der Prozess eignet sich daher bestens für feine Komponenten oder in Bereichen, wo begrenzte Zugänglichkeit besteht. Folglich ermöglicht die Laser-Technologie Präzision und Qualität, wo sie für genaue Werkstücke benötigt wird.

Zusammenfassung der Vorteile des Laserschweissens

  • Ästhetisch besser ausgeführte Schweissnähte
  • Besser geeignet für hochwertige Produkte, wie beispielsweise Schmuck
  • Gut für schwer zugängliche Orte
  • Ideal für Spulen und bearbeitete Komponenten
  • Perfekt für medizinische Geräte, wo die Schweissnahtqualität essentiell für Hygiene und Präzision ist
  • Bessere Qualität der Schweissnaht für eine Vielzahl von Metallen
  • Keine Bedenken bzgl. Schweissnahtschwäche aufgrund minimalem Verzug
  • Werkstück kann unmittelbar weiterverwendet werden, da die Weiterleitung der Hitze gering ist
  • Generell erhöhte Produktivität

Die Vorzüge des Laserschweissens für moderne Anwendungen gegenüber den traditionalen Fertigungstechniken sind reichlich. Im Allgemeinen hat die Laserschweisstechnologie in Summe vermehrte Anwendungen sowie das Potential weit mehr Metalle zu schweissen, und dies mit besserer Qualität, die im Bereich der Technik stets gefordert und unverzichtbar ist.

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