Laserstrahlschweißen: Präzises Metallfügen für Luftfahrt & Automobilbau

Funktionsprinzip

Laserstrahlschweißen: Hochenergetischer Photonenstrahl (Laser) schmilzt Fügezone zweier Metallteile → Verschmelzung. Zwei Lasertypen:

• Festkörperlaser (Nd:YAG, Faserlaser): Kristall/Glassfaser als aktives Medium, Blitzlampen/Dioden gepumpt.
• Gaslaser (CO₂-Laser): CO₂-Gemisch (N₂, He) als Medium. Höhere Leistung, oft bevorzugt.

Strahl: extrem fokussiert (µm-Bereich) → hohe Leistungsdichte, schnelles Aufschmelzen, schnelles Abkühlen. Betriebsarten: cw (continuous wave) für dicke Bleche, gepulst für dünne Bleche/Feinstrukturen.

Eignung & Branchen

Ideal für: Stahl, Aluminium, Titan. Hauptanwender: Automobil (Karosserie, Antriebsstrang), Luft-/Raumfahrt (Turbinen, Struktur), Medizintechnik, Elektronikgehäuse. Vorteile: hohe Geschwindigkeit, minimaler Verzug, schmale Wärmeeinflusszone (WEZ), gut automatisierbar (Roboter, Scanneroptik).

Herausforderungen & Sicherheitsaspekte

• Augenschutz: Laserklasse 4 → Netzhautschäden möglich. Vollverkapselung oder Laserschutzbrille (passend zur Wellenlänge) Pflicht.
• Rissbildung: Hohe Abkühlgeschwindigkeit → Martensitbildung & Zugspannungen in härtbaren Stählen (hoher C-Gehalt). Gegenmaßnahmen: Vorwärmen, Füllzusatz, Nachwärmebehandlung, Strahlformung (Wobbling).
• Reflexion: Hochreflektierende Metalle (Cu, Au, Al) koppeln schlecht → höhere Leistung / andere Wellenlänge (Faserlaser ~1 µm besser als CO₂ ~10,6 µm).