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Verschweissen von Bauteilen / Materialien
Die GEFASOFT bietet Ihnen Laser-Schweiss-Systeme in verschiedenen Varianten. Je nach Anforderung bieten wir Ihnen die passende Anlage für Ihre Bedürfnisse.
Zunächst einmal lässt sich das Kunststofflaserschweißen in zwei unterschiedliche Verfahren unterteilen – das Laserstumpfschweißen und das Laserdurchstrahlschweißen.
Beim Laserstumpfschweißen werden zwei absorbierende Materialien unter Krafteinfluss stumpf gefügt. Dabei kann Energie durch den Laser und die Krafteinleitung gleichzeitig oder nacheinander erfolgen. Wird das Material zunächst aufgeschmolzen und anschließend unter Krafteinfluss gefügt, spricht man von einer s.g. Umstellphase.
Da das Verfahren das mögliche Bauteildesign drastisch einschränkt, spielt dieses Verfahren in der Industrie eine eher untergeordnete Rolle.
Das gängige Verfahren ist dagegen das Laserdurchstrahlschweißen, bei dem das Bauteil aus einem transparenten und einem absorbierenden Fügepartner besteht. Dabei durchdringt der Laserendenergie den transparenten Fügepartner und koppelt erst in das absorbierende Material vollständig ein.
Dieses Verfahren lässt sich wiederum in das Konturschweißen, Maskenschweißen, Simultanschweißen und das Quasi-Simultanschweißen unterteilen.
Beim Konturschweißen wird die Schweißkontur einmal, mit geringer Geschwindigkeit abgefahren. Die Krafteinleitung findet lokal, zusammen mit der Bestrahlung durch den Laser statt.
Da der Laserstrahl nur mit einer geringen Geschwindigkeit bewegt werden muss, eignet sich das Verfahren vor allem für Bauteile mit aufwendigen Schweißgeometrien und ist flexibel einsetzbar. Durch das mechanische Bewegen des Lasers und des Spannelements ist die Realisierung beispielsweise durch einen Roboter recht kostenintensiv. Ein gravierender Nachteil des Verfahrens ist, dass durch die lokale Kraft und Energiezuführungen zwangsweise Verspannungen im Bauteil auftreten.
Eine typische Anwendung ist das Verschweißen von Rückleuchten aus dem Automobilbereich.
Das Maskenschweißen arbeitet man mit einer flächigen Bestrahlung oder mit einer bewegten Laserlinie. Dabei wird die Strahlung außerhalb der Schweißgeometrie von einer Maske aufgenommen. Durch die gleichmäßige Erwärmung des Schweißbereichs können niedrige Prozesszeiten realisiert werden.
Nachteilig ist der hohe Energieaufwand, der eine leistungsfähige Strahlquelle und aufwendige Kühlung erfordert. Außerdem ist das Verfahren wenig flexibel, da keine lokale Anpassung des Energieeintrags möglich ist und bei einer Änderung der Schweißgeometrie die Änderung der Maske notwendig wird.
Ein sehr gängiges Verfahren in der Vergangenheit war das Simultanschweißen.
Dabei wird die Schweißkontur des Bauteils gleichzeitig durch eine Vielzahl von Stahlquellen beleuchtet. Typisch wird dies mit Hilfe von sehr vielen Lichtleitern realisiert, die unmittelbar über der Schweißkontur enden.
Bei diesem Verfahren sind wiederum durch die gleichmäßige Erwärmung des Schweißbereichs, besonders geringe Prozesszeiten möglich.
Die Umsetzung eines derartigen Schweißwerkzeugs ist sehr aufwendig, unflexibel sowie wartungs- und dadurch kostenintensiv.
Das Quasi-Simultanschweißen ist modernste Schweißverfahren und flexibelste Verfahren. Es findet immer mehr Einzug in die industrielle Fertigung und löst klassische Fügetechnologien in vielen Bereichen immer mehr ab.
Bei diesem Verfahren wird der Laserstrahl über eine Ablenkeinheit, auch Scanner oder Galvohead genannt, bewegt. Die Schweißkontur wird dabei so oft und schnell abgefahren, dass sich eine fast gleichmäßige Temperatur in der Schweißnaht ergibt.
Die Bestrahlung erfolgt quasi-simultan.
Da die abgefahrene Kontur rein durch Software bestimmt und die Laserparameter lokal entlang der Schweißkontur angepasst werden können, ist dieses Verfahren sehr flexibel einsetzbar.
Außerdem sind die Anschaffungskosten für ein derartiges System vergleichsweise gering.
Aus diesen Gründen wendet die Firma GEFASOFT diese Verfahren vorzugsweise an.
Verglichen mit dem Simultan- und Maskenschweißen sind die Prozesszeiten tendenziell länger, die tatsächliche Prozesszeit ist jedoch meist durch entsprechendes Bauteildesign oder andere Maßnahmen reduzierbar.
Das Lasermetallschweißen kann prinzipiell in Wärmeleitungsschweißen und Tiefenschweißen aufgeteilt werden. Beim Wärmeleitungsschweißen können durch das Aufschmelzen des Materials Nahttiefen bis zu 1mm erreicht werden. Der Einsatz einer stärkeren Laserquelle erzeugt eine Dampfkapillare durch Verdampfung des Materials und ermöglicht somit tiefere Schweißnähte (Tiefenschweißen).
Bei beiden Verfahren können beliebige Geometrien mit höchster Präzision realisiert werden. Durch die kleine Wärmeeinflusszone bleibt der Verzug des Materials im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren gering. Beim Lasermetallschweißen kommen hauptsächlich Dioden- oder Faserlaser zum Einsatz. Eine Schutzgaszufuhr schützt die Schweißstelle vor Oxidation.
In den letzten Jahren hat die Gefasoft auf Basis von reinen Sondermaschinen 3 Standard Laserschweißanlagen entwickelt, die die überwiegenden Anforderungen für Schweißaufgaben und Integration abdecken.
Alle Anlagentypen sind sowohl für Kunststoff- als auch für Metalllaserschweissen ausgelegt !
Ein Datenblatt im PDF Format finden Sie 
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