Schweißverfahren

Je nachdem wie der Laser über das Werkstück geführt wird, ergibt sich eine entsprechende Verfahrenseinordnung:

Beim Konturschweißen wird entweder der Laserstrahl über die Schweißkontur oder das Werkstück unter dem Laser bewegt. Typische Bewegungssysteme sind Roboter, Linearachsen, Drehachsen für Rundteile oder aber auch Scannerspiegel. Die Schweißung erfolgt lokalisiert, da die Abkühlgeschwindigkeiten schneller sind als der komplette Bewegungszyklus.

Das Quasi-Simultanschweißen ist vom prinzipiellen Aufbau dem Konturschweißen sehr ähnlich. Allerdings wird der Laserstrahl sehr schnell mehrfach über das Werkstück bewegt (typische Wiederholfrequenzen: > 10 Hz). Dadurch werden die Bewegungszykluszeiten kürzer als die Abkühlzeit und die komplette Schweißnaht wird quasi simultan aufgeschmolzen. Auf Grund der hohen benötigten Bewegungsgeschwindigkeiten kommen als Bewegungssysteme lediglich Scannerspiegel für ebene Bauteile und Drehachsen für Rundteile in Frage.

Beim Simultanschweißen wird der Laserstrahl über Spezialoptiken gleichmäßig auf die komplette Schweißstruktur aufgeteilt. Beispiele für die dafür notwendigen Optiken sind großflächige Beleuchtungen von Masken oder aber die Aufspaltung mehrerer Laser in multiple Glasfasersysteme mit anschließender paralleler Anordnung. Die Schweißung erfolgt simultan auf der kompletten Schweißfläche, wobei die Einhaltung der gleichmäßigen Energiedichte der kritische Prozessfaktor ist.

Beim Maskenschweißen wird die Schweißkontur über eine Belichtungsmaske erzeugt. Die Ausleuchtung der Maske erfolgt in der Regel über einen Linienstrahler, welcher über die Maskenstruktur bewegt wird.

Derzeitig sind die beiden ersten Technologien (Kontur- und Quasisimultanschweißen) die praktisch am einfachsten zu realisierenden und die somit im Markt verbreitetsten Verfahren. Das Simultanschweißen wird auf Grund der aufwändigeren Rüstzeiten vor allem für größere Bauteile mit hoher Stückzahl eingesetzt. Das Maskenschweißverfahren wird vor allem für Mikroschweißverfahren verwendet.