Laserschweißen - Materialien erklärt

Beim Laserschweißen werden hochenergetische Laserpulse eingesetzt, um einen kleinen Bereich eines Materials lokal zu erhitzen. Die Energie der Laserstrahlung wird durch Wärmeübertragung in das Innere des Materials übertragen, wodurch das Material schmilzt und ein spezifisches Schmelzbad bildet, wodurch der Zweck des Schweißens erreicht wird.

Eine Laserschweißmaschine ist ein Gerät, das für die Lasermaterialbearbeitung verwendet wird. Je nach ihrer Funktionsweise kann sie in vier Typen eingeteilt werden: Laserformschweißmaschine, automatische Laser-SchweißmaschineLaser-Punktschweißmaschine und Laserschweißmaschine mit optischer Faserübertragung.

Laserschweißen

Schweißbares Material

Matrizenstahl

Die Laserschweißen Die Maschine kann zum Schweißen von S136, SKD-11, NAK80, 8407, 718, 738, H13, P20, W302, 2344 und anderen Modellen verwendet werden, und die Schweißwirkung ist gut.

CArbonstahl

Kohlenstoffstahl kann mit einer Laserschweißmaschine effektiv geschweißt werden, wobei die Qualität der Schweißung von der Anwesenheit von Verunreinigungen abhängt. Um eine gute Schweißqualität zu erreichen, ist eine Vorwärmung erforderlich, wenn die Kohlenstoffgehalt übersteigt 0,25%.

Beim Zusammenschweißen von Stählen mit unterschiedlichem Kohlenstoffgehalt sollte der Schweißbrenner leicht in Richtung des kohlenstoffarmen Materials geneigt werden, um die Qualität der Verbindung zu gewährleisten.

Aufgrund der schnellen Aufheiz- und Abkühlgeschwindigkeit von Laserschweißmaschinen steigt mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt die Anfälligkeit für Schweißrisse und Kerben nimmt ebenfalls zu.

Sowohl Stähle mit mittlerem und hohem Kohlenstoffgehalt als auch gewöhnliche legierte Stähle können mit dem Laser gut geschweißt werden, doch ist eine Vorwärmung und Nachbehandlung erforderlich, um Spannungen abzubauen und Risse zu vermeiden.

Srostfreier Stahl

Generell, Schweißen von rostfreiem Stahl ist es einfacher, qualitativ hochwertige Verbindungen zu erzielen als mit herkömmlichen Schweißverfahren.

Die hohe Schweißgeschwindigkeit und die kleine Wärmeeinflusszone beim Laserschweißen verringern das Risiko einer Überhitzung und die negativen Auswirkungen des großen linearen Ausdehnungskoeffizienten während des Schweißens. Schweißen von rostfreiem StahlDas Ergebnis sind Schweißnähte, die frei von Fehlern wie Poren und Einschlüssen sind.

Im Vergleich zu Kohlenstoffstahl lassen sich mit nichtrostendem Stahl aufgrund seiner geringen Wärmeleitfähigkeit, seiner hohen Energieabsorption und seines effizienten Schmelzens leichter tiefe, enge Einbrandschweißungen erzielen.

Das Schweißen von dünnen Blechen mit Lasern geringer Leistung kann zu optisch ansprechenden Verbindungen mit glatten, schönen Schweißnähten führen.

Kupfer und Kupferlegierungen

Schweißen von Kupfer und Kupferlegierungen können zu Problemen mit unvollständigem Schmelzen und Eindringen führen, so dass der Einsatz von energiekonzentrierten und leistungsstarken Wärmequellen und Vorwärmmaßnahmen erforderlich ist.

Wenn das Werkstück dünn ist oder eine geringe strukturelle Steifigkeit aufweist und keine Maßnahmen zur Vermeidung von Verformungen getroffen werden, können nach dem Schweißen große Verformungen auftreten. Außerdem, wenn die geschweißte Verbindung erheblichen starren Zwängen unterworfen ist, können Schweißspannungen entstehen.

Thermische Rissbildung ist auch ein häufiges Problem beim Schweißen von Kupfer und Kupferlegierungen.

Porosität ist ein häufiger Fehler in Kupfer und Kupfer Legierungsschweißen.

Kunststoff

Laser Schweißtechnik kann auf fast alle Thermoplaste und thermoplastischen Elastomere aufgebracht werden, einschließlich gängiger Materialien wie PP, PS, PC, ABS, Polyamid, PMMA, Polyoxymethylen, PET und PBT.

Andere technische Kunststoffe wie Polyphenylensulfid (PPS) und Flüssigkristallpolymere lassen sich jedoch aufgrund ihrer geringen Laserdurchlässigkeit nicht direkt mit der Lasertechnik verschweißen.

Im Allgemeinen wird dem Grundmaterial Ruß zugesetzt, um seine Fähigkeit zur Energieabsorption zu erhöhen, so dass es die Anforderungen für das Laserdurchstrahlschweißen erfüllt.

Laserschweißen von Aluminiumlegierungen

Die wichtigste Herausforderung in Laserschweißen von Aluminium und seinen Legierungen ist ihr hohes Reflexionsvermögen für 10,8µm CO2 Laserstrahlen.

Aluminium ist ein hervorragender Wärme- und Stromleiter, und seine hohe Dichte an freien Elektronen macht es zu einem effektiven Reflektor für Licht.

Mit einem anfänglichen Oberflächenreflexionsgrad von mehr als 90%, Tiefschweißen muss mit weniger als 10% der Eingangsenergie beginnen und erfordert eine hohe Eingangsleistung, um die erforderliche Leistungsdichte zu Beginn des Schweißens zu gewährleisten. Dies führt zur Bildung von kleinen Löchern.

Laserschweißen von Magnesiumlegierungen

Mg-Legierungen haben eine um 36% geringere Dichte als Al, was sie als hochfeste Werkstoffe sehr attraktiv macht.

Um ihr Schweißpotenzial zu erkunden, wurden Tests mit gepulsten YAG-Lasern und kontinuierlichen CO2 Lasern durchgeführt wurden.

Für die Legierung AZ31B-H244 (3,27% Al, 0,79% Zn) mit einer Blechdicke von 1,8 mm wurden die besten Schweißbedingungen mit minimalen Fehlern bei einer durchschnittlichen Leistung von 0,8 kW, einer Pulsdauer von 5 ms, einer Frequenz von 120 Hz, einer Geschwindigkeit von 300 mm/s und einer Fokusgröße von 0,42 mm ermittelt.

Kontinuierliche CO2 Beim Laserschweißen wurde festgestellt, dass die Schweißnähte einen guten Einbrand aufweisen.

Niedrig legierter, hochfester Stahl

Beim Laserschweißen von niedrig legierten hochfesten Stählen ist die richtige Auswahl der Schweißparameter kann zu Verbindungen führen, deren mechanische Eigenschaften denen des Grundmetalls entsprechen.

HY-130 ist ein repräsentativer niedrig legierter hochfester Stahl, der nach Abschrecken und AnlassenDas Material zeichnet sich durch hohe Festigkeit und Rissbeständigkeit aus.

Mit konventionellen SchweißverfahrenDas Gefüge der Schweißnaht und der Wärmeeinflusszone (WEZ) weist eine Mischung aus groben Körnern, einigen feinen Körnern und dem ursprünglichen Gefüge auf.

Die Zähigkeit und Rissbeständigkeit der Verbindung ist jedoch geringer als die des Grundwerkstoffs, und die Schweißnaht- und WEZ-Strukturen sind im geschweißten Zustand besonders anfällig für Kaltrisse.

Schweißbares Material

Summary

Das Laserschweißen kann zum Verbinden einer breiten Palette von Materialien verwendet werden und sogar zum ungleiche Metalle schweißen.

Studien haben gezeigt, dass Laserschweißen zwischen verschiedenen ungleichen Metallkombinationen wie Kupfer-Nickel, Nickel-Titan, Kupfer-Titan, Titan-Molybdän, Messing-Kupfer und kohlenstoffarmem Stahl-Kupfer unter bestimmten Bedingungen möglich ist.

Vergessen Sie nicht: Teilen ist wichtig! : )
Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

Nächster Punkt

Beherrschung von CAD/CAM: Die wichtigsten Technologien erklärt

Grundlegende Konzepte des computergestützten Entwurfs und der computergestützten Fertigung Der computergestützte Entwurf und die computergestützte Fertigung (CAD/CAM) sind ein umfassendes und technisch komplexes Fachgebiet der Systemtechnik, das verschiedene Bereiche wie die [...]

Virtuelle Fertigung erklärt: Konzepte und Prinzipien

Konzept der virtuellen Fertigung Die virtuelle Fertigung (VM) ist die grundlegende Umsetzung des tatsächlichen Fertigungsprozesses auf einem Computer. Sie nutzt die Technologien der Computersimulation und der virtuellen Realität, unterstützt durch [...]

Flexible Fertigungssysteme verstehen: Ein Leitfaden

Ein flexibles Fertigungssystem (FFS) beruht in der Regel auf den Prinzipien der Systemtechnik und der Gruppentechnologie. Es verbindet CNC-gesteuerte Werkzeugmaschinen (Bearbeitungszentren), Koordinatenmessmaschinen, Materialtransportsysteme, [...]

Erforschung von 4 hochmodernen Nanofabrikationstechniken

So wie die Fertigungstechnologie heute in verschiedenen Bereichen eine entscheidende Rolle spielt, nimmt die Nanofabrikationstechnologie eine Schlüsselposition in der Nanotechnologie ein. Die Nanofabrikationstechnologie umfasst zahlreiche Methoden, darunter mechanische [...]

Ultrapräzisions-Bearbeitung: Arten und Techniken

Unter Ultrapräzisionsbearbeitung versteht man Präzisionsfertigungsverfahren, die ein extrem hohes Maß an Genauigkeit und Oberflächenqualität erreichen. Die Definition ist relativ und ändert sich mit den technologischen Fortschritten. Derzeit kann diese Technik [...]

Die 7 wichtigsten neuen technischen Werkstoffe: Was Sie wissen müssen

Als fortschrittliche Werkstoffe werden Materialien bezeichnet, die in jüngster Zeit erforscht wurden oder sich in der Entwicklung befinden und über außergewöhnliche Leistungen und besondere Funktionen verfügen. Diese Materialien sind für den Fortschritt in Wissenschaft und Technik von größter Bedeutung, [...]

Methoden der Metallexpansion: Ein umfassender Leitfaden

Die Wulstumformung eignet sich für verschiedene Arten von Rohlingen, z. B. für tiefgezogene Tassen, geschnittene Rohre und gewalzte konische Schweißteile. Klassifizierung nach dem Medium der Wulstumformung Wulstumformverfahren lassen sich in folgende Kategorien einteilen [...]
MaschineMFG
Bringen Sie Ihr Unternehmen auf die nächste Stufe
Abonnieren Sie unseren Newsletter
Die neuesten Nachrichten, Artikel und Ressourcen werden wöchentlich an Ihren Posteingang geschickt.

Kontakt

Sie erhalten unsere Antwort innerhalb von 24 Stunden.