Für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) die Dünnbleche mit dem Laser schweißen, sind Laser mit kontinuierlicher Strahlung (Dauerstrichlaser) oft zu teuer, da hohe Leistungen für den Schweißprozess notwendig sind. Alternativ können die wirtschaftlich interessanten, gepulsten Nd:YAG-Laser eingesetzt werden. Durch die hohen Puls-Spitzenleistungen kann man bei geringeren mittleren Leistungen (von 100 W bis 250 W) schweißen und Investitionskosten dadurch sparen. Allerdings haben die schmaleren gepulsten Schweißnähte geringere Festigkeiten als kontinuierliche Nähte. Bessere Ergebnisse sind allerdings möglich, wenn die Parameterauswahl optimiert wird. Dieses war Ziel eines vor kurzem abgeschlossenen Projekts am Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH).

Die Ergebnisse dienen den Anwendern vor allem dazu, die Parameterauswahl für das gepulste Laserschweißen erheblich zu erleichtern. Neben diesen Parametern, beispielsweise die Pulsdauer, Pulsform oder Pulsspitzenleistung, wurden auch Parameter für Schweißungen mit kontinuierlicher Laserstrahlung als Referenz durchgeführt. Für beide Laserarten wurden hohe Nahtqualitäten nachgewiesen und anhand von Oberflächenkontrollen und angefertigten Nahtquerschliffen konnten Nahtfehler ausgeschlossen werden. Für die Untersuchungen wurden sowohl ferritische als auch austenitische Stähle mit Blechdicken bis 1,5 mm im I-Stoß geschweißt.

Außerdem wurden Folien mit Minimaldicken von 50 µm im I-Stoß geschweißt. Dafür hat das LZH eine höchst präzise Spanntechnik entwickelt, womit das Einstellen des erforderlichen Nullspalts sowie das Vermeiden eines lateralen Kantenversatzes möglich ist.

Die KMU werden besonders dadurch unterstützt, dass die Ergebnisse der einzelnen Schweißversuche in Form einer elektronischen Datenbank auf den Internetseiten des LZH (www.lzh.de) frei zur Verfügung gestellt werden. In der Datenbank werden sowohl Schweiß- als auch Laserparameter wie auch Aufnahmen der zu erwartenden Nahtoberfläche, Querschliffe und Mikrohärtemessungen hinterlegt, um eine erste Abschätzung des Schweißergebnisses zu ermöglichen. Neben der erleichterten Auswahl von geeigneten Parametern steht die einfache Erweiterbarkeit der Datenbank durch den Anwender im Vordergrund. Auf diese Weise soll es dem Anwender möglich sein, eigene Parameter zu individuellen Schweißaufgaben in die Datenbank einzupflegen und bei Bedarf darauf zugreifen zu können.

Die Untersuchungen wurden im Rahmen des von der Forschungsvereinigung des Deutschen Verbandes für Schweißen und verwandte Verfahren e. V. beauftragten und durch die AIF geförderten Projekts 15.297N durchgeführt.

Quelle: Laser Zentrum Hannover e.V., m.botts@lzh.de