Das Laserschweißen hat sich in der modernen Fertigung als hocheffiziente und präzise Verbindungstechnologie etabliert. Allerdings hängen die Schweißbarkeit und die Endqualität von Stahlwerkstoffen stark von ihrer chemischen Zusammensetzung ab, insbesondere vom Verunreinigungs- und Kohlenstoffgehalt. Nachfolgend finden Sie eine Übersicht darüber, wie verschiedene Stahlkategorien auf das Laserschweißen reagieren, sowie die entsprechenden technischen Empfehlungen.
1. Kohlenstoffstahl
Das Laserschweißen von Kohlenstoffstahl liefert im Allgemeinen hervorragende Ergebnisse, die Verbindungsqualität hängt jedoch stark vom Kohlenstoffgehalt und dem Verunreinigungsgrad des Materials ab.
- Kohlenstoffarmer-Stahl:Stähle mit einem Kohlenstoffgehalt unter 0,25 % weisen eine hervorragende Schweißbarkeit auf und erfordern selten eine Nachbehandlung.
- Mittlerer bis hoher-Kohlenstoffstahl:Mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt erhöhen die für das Laserschweißen typischen schnellen Aufheiz- und Abkühlzyklen die Anfälligkeit des Materials für eine martensitische Umwandlung, was zu Schweißrissen und Kerbempfindlichkeit führt. Um diese Risiken zu mindern, werden Vorwärmen und eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen (PWHT) dringend empfohlen, um Restspannungen abzubauen und Kaltrisse zu verhindern.
- Schweißen unterschiedlicher Kohlenstoffstähle:Beim Verbinden von Stählen mit unterschiedlichem Kohlenstoffgehalt kann der Laserstrahl leicht in Richtung des Materials mit niedrigerem Kohlenstoffgehalt versetzt werden, um den Wärmeeintrag auszugleichen und eine optimale Verbindungsintegrität sicherzustellen.
2. Legierter Stahl und niedrig-legierter hoch-Stahl
Mittel{0}bis-hochlegierte Stähle und gewöhnliche niedrig-legierte Stähle mit hoher-Festigkeit können erfolgreich mit dem Laser-geschweißt werden. Durch die Optimierung der Laserbearbeitungsparameter (wie Laserleistung, Schweißgeschwindigkeit und Schutzgasfluss) können Hersteller Schweißverbindungen erzielen, deren mechanische Eigenschaften -einschließlich Zugfestigkeit und Zähigkeit- vollständig mit denen des Grundmetalls vergleichbar sind.
3. Edelstahl
Im Vergleich zu herkömmlichen Schweißmethoden (wie WIG oder MIG) eignet sich Edelstahl ideal für das Laserschweißen, das gleichbleibend hochwertige Verbindungen liefert.
- Minimierter Wärmeeintrag:Dank der hohen Schweißgeschwindigkeit und der hohen Energiedichte des Lasers ist die Wärmeeinflusszone (HAZ) äußerst schmal. Dadurch werden häufig auftretende Probleme beim Schweißen von Edelstahl, wie z. B. Überhitzung und thermische Verformung durch hohe lineare Ausdehnungskoeffizienten, erheblich gemindert.
- Defekt-Freie Nähte:Ordnungsgemäß ausgeführte Laserschweißnähte in Edelstahl weisen glatte Oberflächen auf und sind von Natur aus frei von inneren Mängeln wie Porosität, Mikrorissen und Einschlüssen.
Faserlaser-Schweißgerätbietet beispiellose Vorteile bei der Minimierung der Wärmeverformung und der Maximierung des Durchsatzes bei verschiedenen Stahlsorten. Bei Kohlenstoff- und legierten Stählen mit höheren Kohlenstoffäquivalenten bleibt ein präzises Wärmemanagement-einschließlich Vorwärmen und Parameterabstimmung-unabdingbar, um rissfreie-hochfeste-Verbindungen zu gewährleisten.