Laserschweißen vs. traditionelles Schweißen

Laserschweißen vs. traditionelles Schweißen

Laserschweißen vs. traditionelles Schweißen: Verfahren, Vorteile und Anwendungen

Schweißen ist ein Herstellungsprozess, bei dem zwei oder mehr Metalle unter Verwendung von Hitze oder Druck verschmolzen werden, so dass beim Abkühlen der Teile eine Fuge entsteht. Je nach Verfahren gibt es verschiedene Arten des Schweißens. Die zwei gängigen Verfahren – Laser und traditionell – haben jeweils ihre eigenen Vorteile und Anwendungen.

Laserschweißverfahren

Das Laserschweißen (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) ist ein Schmelzschweißverfahren, bei dem Metalle oder Thermoplaste durch einen fokussierten Laserstrahl verbunden werden. Es ist die fortschrittlichste Art von Schweißverfahren und findet Anwendung in vielen Branchen, dazu gehören die Luft- und Raumfahrt und die Herstellung von medizinischen Geräten oder gar feinem Schmuck.

Beim Laserschweißen wird ein gebündelter Lichtstrahl auf den Hohlraum zwischen den zu verbindenden Materialien fokussiert. Der starke Laserstrahl schmilzt die Materialien an ihren Nähten und verbindet sie zu einer Fuge. Bei dünnen Metallblechen ermöglicht eine hochkonzentrierte Wärmequelle das Laserschweißen mit hohen Geschwindigkeiten von Metern pro Minute. Bei dickeren Materialien kann das Laserschweißen tiefe und schmale Schweißnähte erzeugen.

Vorteile des Laserschweißens

Das Laserschweißen ist sehr vielseitig und kann in Verbindung mit traditionellem Lichtbogenschweißen verwendet werden, um ein hybrides Laser-Lichtbogenschweißen zu erzeugen. Die resultierende Schweißnaht besitzt beide Vorteile, die des Laserschweißens und die des Lichtbogenschweißens. Die Schweißnaht hat außerdem tief reichende Fugen und eine verbesserte Toleranz bei der Passgenauigkeit der Verbindung. Unerwünschte Effekte wie innere Porosität und Rissbildung werden reduziert.

Im Vergleich zum traditionellem Schweißen hat das Laserschweißen folgende Vorteile:

Weniger Hitze

Ein hochkonzentrierter Laserstrahl wird auf eine kleine Fläche fokussiert, wodurch die Wärmeeinflusszone (WEZ) kleiner wird. Daher erfordert das Laserschweißen im Vergleich zum traditionellem Schweißen eine niedrige Temperaturzufuhr.

Schnellere Bearbeitungszeit

Obwohl die Anfangsinvestition hoch ist, ist das Verfahren kostengünstiger als traditionelles Schweißen. Laserschweißen bietet eine schnellere Verarbeitungsgeschwindigkeit, die zu einer höheren Produktion und schnelleren Durchlaufzeiten führt.

Geringeres Risiko thermischer Verformung

Da der Prozess mit geringer Wärmeeinbringung verbunden ist, gibt es weniger thermische Belastungen. Der fokussierte Strahl schmilzt nur einen kleinen Oberflächenbereich des Metalls, was zu einer minimierten wärmeinduzierten inneren Spannung und Verformung des Werkstücks führt.

Hohe Präzision

Beim Laserschweißen kann der Laserstrahl kontrolliert und auf eine kleine Fläche fokussiert werden. Dies ermöglicht, Komponenten mit hoher Präzision zu schweißen. Aufgrund seiner anpassbaren Punktgröße eignet sich das Laserschweißen am besten für empfindliche oder dünne Metalle.

Anwendung des Laserschweißens

Aufgrund seiner hohen Präzision, schnelleren Bearbeitungszeit, breiten Materialtoleranz und gleichbleibend hohen Qualität kann das Laserschweißen vielseitig angewandt werden:

  • Automobilbau
  • Werkzeugbau
  • Stahlbau
  • Schiffbau
  • Schmuckherstellung

Traditionelles Schweißverfahren

Beim traditionellen Schweißverfahren schmilzt die Lichtbogenwärme den Grundwerkstoff und das Zusatzmaterial (falls zutreffend), die beim Abkühlen zu einer Verbindung verschmelzen. Schutzgas wird verwendet, um das geschmolzene Metall (das Schweißbad) vor atmosphärischen Schadstoffen zu schützen. Dadurch wird verhindert, dass die entstehende Schweißverbindung porös wird.

Zu den gebräuchlichsten Arten traditioneller Schweißverfahren gehören: Gas-Metall-Lichtbogenschweißen (GMAW/MIG), Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen (GTAW/WIG), Schutzgaschweißen (SMAW) und Flussmittel-Lichtbogenschweißen (FCAW).

Vorteile des traditionellen Schweißens

Das traditionelle Schweißverfahren ist für viele Industriezweige eine großartige Fertigungslösung, da es eine Reihe von Vorteilen bietet.

Im Vergleich zum Laserschweißen hat das traditionelle Schweißen folgende Vorteile:

Kostengünstig

Traditionelles Schweißen erfordert im Vergleich zum Laserschweißen geringere Investitionskosten. Dadurch eignet sich das traditionelle Schweißverfahren für Fertigungsarbeiten, bei denen das Budget eine Rolle spielt.

Einfache Anwendung

Traditionelles Schweißen ist einfach zu automatisieren. Die Methode lässt sich mit Wissen und Übung auch manuell beherrschen. Die Fertigungsindustrie findet es wegen der traditionellen Abläufe einfach, herkömmliche Schweißverfahren zu verstehen.

Einfache Implementierung

Der Schweißprozess kann manuell in einen Arbeitsgang implementiert werden, ohne dass eine komplizierte Ausrüstung erforderlich ist.

Anwendung des traditionellen Schweißens

Traditionelles Schweißen umfasst mehrere Arten von Schweißprozessen. Das traditionelle Schweißverfahren wird in großem Umfang in der Fertigungsbranche eingesetzt.

Zu den Branchen gehören:

  • Schiffbau
  • Bauwesen
  • Automobilbau
  • Maschinenbau
  • Stahlgerüstbau
  • Herstellung von Druckbehältern
  • Luft- und Raumfahrt
  • Reparatur von Karosserien
  • Eisenbahnbau
  • Rohrleitungsbau
  • Fabrikation

Laserschweißen und traditionelles Schweißen haben jeweils ihre eigenen Vorteile. Traditionelles Schweißen ist einfach zu implementieren und zu beherrschen und erfordert weniger Investitionen, wodurch es für alle Fertigungssektoren geeignet ist. Das Laserschweißen ist die fortschrittlichste Art des Schweißens. Es bietet hohe Präzision, geringe Wärmeverformung und kürzere Verarbeitungszeiten. Dadurch eignet sich das Laserschweißen für Anwendungen, die eine hohe Präzision erfordern. Je nach Anwendung, Art des Projekts und Budget müssen Sie entscheiden, welches Schweißverfahren das richtige für Sie ist.

Laserschweißen vs. traditionelles Schweißen

Laserschweißen Traditionelles Schweißen
Wärmeeinflusszone (WEZ) Kleinere Wärmeeinflusszone (WEZ), da der konzentrierte Laserstrahl auf einen kleinen Bereich des Werkstücks fokussiert wird. Größere Wärmeeinflusszone (WEZ), da die Wärme auf eine große Oberfläche des Werkstücks einwirkt.
Temperaturzufuhr Erfordert wegen der kleineren Wärmeeinflusszone (WEZ) eine niedrige Temperaturzufuhr. Erfordert wegen der großen Wärmeeinflusszone (WEZ) eine hohe Temperaturzufuhr.
Präzision Bietet hochpräzises Schweißen, da der Laserstrahl kontrolliert und auf einen kleinen Bereich des Werkstücks fokussiert werden kann. Bietet keine hohe Präzision, da es nicht möglich ist, die Wärme auf einen kleinen Bereich des Werkstücks zu fokussieren.
Thermische Verformung Das Werkstück weist aufgrund der geringen Wärmeeinbringung und der kleinen Wärmeeinflusszone (WEZ) einen geringen Wärmeverzug auf. Das Werkstück weist einen thermischen Verzug durch hohe Wärmeeinbringung und eine große Wärmeeinflusszone (WEZ) auf.
Investition Erfordert hohe Investitionen Erfordert niedrige Investitionen