Laser beam welding (LBW) is a precise and efficient method used to join materials through the use of a laser beam. It is known for its accuracy, speed, and ability to work on small, delicate components, making it ideal for industries like electronics, batteries, automotive, and aerospace.
Das Laserstrahlschweißen (LBW) ermöglicht eine präzise und effiziente Verbindung von Materialien mittels eines Laserstrahls. Es überzeugt durch höchste Präzision, Schnelligkeit und die Möglichkeit, auch mit empfindlichen Komponenten zu arbeiten. Damit eignet es sich ideal für Branchen wie Elektronik, Batterien, Automobil und Luft- und Raumfahrt.
In diesem Artikel erläutern wir die Funktionsweise des Laserschweißens, untersuchen dessen Vor- und Nachteile und gehen auf die Unterschiede zwischen Laserstrahlschweißen und Laserschweißen ein.
Inhaltsverzeichnis
Das Laserstrahlschweißen ist ein präzises und hochgradig kontrolliertes Schweißverfahren, bei dem ein konzentrierter Laserstrahl zum Verschmelzen von Metallen eingesetzt wird. Es kann auch zum Verschmelzen anderer Materialien verwendet werden, die sich schmelzen lassen und wieder erstarren, wie etwa Keramik und Kunststoffe.
Das Laserstrahlschweißen eignet sich besonders für dünne oder empfindliche Komponenten, bei denen ein hohes Maß an Kontrolle und Präzision erforderlich ist. Es wird in der Batterie-, Automobil- und Luftfahrtindustrie verwendet.
Beim Laserschweißen wird die in einem gebündelten Lichtstrahl enthaltene Energie genutzt, um die zu verschmelzenden Oberflächen zu schmelzen.
Und so funktioniert es Schritt für Schritt:
Als Wärmeeinflusszone wird der Bereich des geschweißten Teils bezeichnet, der nicht geschmolzen wurde, dessen physikalische und chemische Eigenschaften sich jedoch aufgrund der hohen Temperaturen verändert haben.
Der Wärmeeintrag beim Laserschweißen ist geringer, da der Prozess schnell und fokussiert abläuft. Dadurch wird die Wärmeeinflusszone verkleinert, was dazu führt, dass potenzielle negative Auswirkungen auf die Materialeigenschaften minimiert werden.
Da beim Laserschweißen der Wärmeeintrag besser kontrolliert werden kann, werden die Teile durch die Hitze weniger verzerrt und verformt. Dadurch bleiben ihre mechanischen Eigenschaften besser erhalten.
Das Laserschweißen ist ein präzises Verfahren, bei dem ein stark gebündelter Lichtstrahl mit einem Durchmesser von üblicherweise einigen Zehntel bis einigen Hundert Mikrometern zum Einsatz kommt. Deshalb eignet es sich hervorragend zum Schweißen kleiner Komponenten wie Elektronik- und Batterieklemmen.
Die Laserschweißung kann mit Hochleistungslasern von mehreren tausend Watt durchgeführt werden. Sie sind in der Lage, die anspruchsvollsten Produktionsanforderungen mit der erforderlichen Geschwindigkeit umzusetzen.
Moderne Laserschweißsysteme sind äußerst wartungsarm und können rund um die Uhr im Einsatz sein. Dadurch eignen sie sich hervorragend für automatisierte Produktionslinien, die einen hohen Durchsatz aufweisen. Darüber hinaus verfügen sie über die Möglichkeit, ferngesteuerte Laserköpfe zu nutzen, um Schweißarbeiten per Remote-Steuerung auszuführen.
Da die Wärmeleitung genau kontrolliert werden kann, absorbieren lasergeschweißte Oberflächen Wärme rascher und kühlen schneller ab als bei herkömmlichen Verfahren. Dadurch haben Verunreinigungen wie Wasserstoff nur wenig Zeit, in die Schweißverbindungen einzudringen und mechanische Schäden zu verursachen.
Sicherheit ist bei allen Schweißverfahren wichtig. Beim Laserschweißen müssen der Laserstrahl und dessen Reflexionen abgeschirmt werden.
Größere Teile wie Schiffs- und Rumpfsektionen sind aufgrund der größeren Flächen schwieriger sicher zu schweißen. Ingenieure müssen oft neue Lösungen entwickeln, um den Laserstrahl einzuschließen.
Glasfaser-Laser sind seit 2006 zwar jedes Jahr erschwinglicher geworden, aber immer noch teurer als herkömmliche Schweißtechnologien.
Das Laserschweißen funktioniert, da die Oberfläche die Energie des Laserstrahls absorbiert. Einige Materialien wie Kupfer reflektieren einen großen Teil bestimmter Laserstrahlen, was es schwierig macht, den Prozess zu optimieren.
Laserstrahlschweißen ist dasselbe wie Laserschweißen. Es ist nur ein aus historischen Gründen beibehaltener Begriff. Beide Begriffe sind korrekt, aber „Laserschweißen“ ist gebräuchlicher.
Um dies besser zu verstehen, werfen wir einen Blick auf den historischen Kontext.
Betrachtet man das folgende N-Gramm, so sieht man, dass die Begriffe „Laserschweißen“ und „Laserstrahlschweißen“ erstmals in den 1960er Jahren auftauchten, als großes Interesse an Laserschweißanwendungen bestand und viel Forschung betrieben wurde. Es ist ein Trend erkennbar, der zeigt, dass der Begriff „Laserschweißen“ bereits verbreiteter war.
Gleiches gilt für die Begriffe „Laserschneiden“ und „Laserstrahlschneiden“. Beide Begriffe wurden zur gleichen Zeit verwendet, allerdings hat sich der Begriff „Laserschneiden“ durchgesetzt.
Eine interessante Verschiebung ergibt sich, wenn man andere Laserverfahren betrachtet. Beim Laserbeschriften, Laserreinigen, Laserstrukturieren und vielen anderen Laserverfahren verwendet niemand das Wort „Strahl“.
Warum ist das so?
Laserschneiden und -schweißen waren die ersten Laserverfahren, die entwickelt wurden. Damals war die Fachsprache neu und musste sich noch entwickeln.
Mit der Entwicklung anderer Verfahren wie Laserbeschriftung und Laserreinigung wurde der Begriff „Strahl“ verworfen. Dies zeigt, dass ein allgemeiner Konsens darüber besteht, dass das Wort weder notwendig ist noch zusätzliche Klarheit schafft.
Heutzutage wird der Begriff „Laserschweißen“ häufiger verwendet als „Laserstrahlschweißen“. Zwar kann der Begriff „Laserstrahlschweißen“ noch in formellen Zusammenhängen verwendet werden, doch wird der Begriff dadurch nicht präziser oder offizieller. Es handelt sich lediglich um ein zusätzliches Wort, das aus historischen Gründen beibehalten wurde.
Laserax stellt Laserschweißmaschinen für Batterien her. Diese Maschinen sind unverzichtbar, um sicherzustellen, dass die Fertigung von Batterien für Elektrofahrzeuge in Bezug auf Geschwindigkeit und Qualität mithalten kann.
Wenn Sie wissen möchten, wie diese Maschinen funktionieren, finden Sie hier ein anschauliches Video:
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Keven is the product line manager for Laserax’s battery welding solutions. He has a strong background in electrical engineering, especially in PLC programming, electrical design, and vision systems. He is often involved in evaluating customer needs to offer adapted industrial solutions.
Das Glasfaser-Laserschweißen ist ein Schweißverfahren, bei dem ein Laserstrahl als Wärmequelle eingesetzt wird. Als berührungslose Werkzeuge sind Glasfaser-Laser wartungsarm und bieten schnelle Schweißgeschwindigkeiten. Der Laserstrahl ist hochpräzise und hat einen geringen Wärmeeintrag, wodurch die Beschädigung des Materials minimiert wird.
Das Laserschweißen muss kontrolliert werden, um schlechte Schweißnähte zu erkennen und die Qualität zu gewährleisten. Die Gewährleistung einer guten Schweißnahtqualität wird immer schwieriger, da das Laserschweißen zunehmend für Mikroschweißanwendungen eingesetzt wird, die eine höhere Präzision erfordern, wie z. B. das Schweißen von Batterie-Tabs in der Automobilbranche.
Das Laser-Punktschweißen ist ein Schweißverfahren, bei dem die Kraft eines Laserstrahls genutzt wird, um zwei Metalloberflächen an einem einzigen Punkt zu verbinden. Beim Laser-Nahtschweißen werden Oberflächen über eine lange, durchgehende Fläche verschweißt.
