Ausweitung des Präzisionslaserschweiß Präzision auf 5 kW
Das ferngesteuerte Laserschweißgerät Coherent formt Schweißnähte und Profile mit höchster Präzision optimierter Wärmezufuhr.
15. Juni 2023 von Coherent
Anwendungen wie die Fertigung im Bereich der E-Mobilität führen zu einem steigenden Bedarf, traditionell „schwierige“ Werkstoffe wie Kupfer und Aluminium zu schweißen oder unterschiedliche Werkstoffe miteinander zu verbinden. Der 2019 eingeführte Präzision Coherent Präzision bietet die präzise Energieverteilung und die Kontrolle der Einbrandtiefe, die für die erfolgreiche Herstellung solcher Schweißnähte erforderlich sind.
Der neue PH20 SmartWeld+ erweitert den Anwendungsbereich dieser bewährten Technologie auf Laser mit einer Leistung von bis zu 5 kW. Damit ist er mit einer größeren Auswahl an Single-Mode-Standard- und Adjustable-Ring-Mode-Faserlasern (ARM) kompatibel, darunter die Modelle Coherent FL CSM ARM, ARM FL CSM und PowerLine 1000/1500. Das Ergebnis ist die Möglichkeit, sowohl dünne als auch dicke Materialien mit unübertroffener Präzision hohen Geschwindigkeiten zu schweißen.
Was ist das Besondere an SmartWeld+?
SmartWeld+ erreicht diese Kombination aus Geschwindigkeit und Präzision die Kombination Strahlführungsoptik feststehenden Strahlführungsoptik einem hochdynamischen Galvanometer (Geschwindigkeiten bis zu 4 kHz). Gesteuert wird dies durch eine hochentwickelte Software, die eine Vielzahl vorprogrammierter Abtastmuster erzeugt. Diese „intelligenten“ Muster gehen weit über das herkömmliche Strahlwackeln hinaus und umfassen Spiralen, Ellipsen und andere komplexe Formen.
Neben dem Betrieb mit höherer Leistung ermöglichen Software-Upgrades im PH20 SmartWeld+ dem System, die Strahlbewegung (Musterausrichtung, Größe und Schwingungsfrequenz) dynamisch anzupassen, um individuelle Werkstückabweichungen auszugleichen, die vom Bildverarbeitungssystem gemessen werden. In Kombination mit einem ARM-Laser kann diese Strahlsteuerung mit einer schnellen, unabhängigen Modulation der Leistung im Zentrums- und Ringstrahl synchronisiert werden. Dies ermöglicht eine beispiellose räumliche und zeitliche Kontrolle über die Art und Weise, wie die Laserleistung eingesetzt wird.
All dies sorgt für eine gleichmäßigere Schweißqualität und einheitlichere Nahtabmessungen, während gleichzeitig die Anforderungen an die Werkstückausrichtung gelockert werden. Und dank eines auf 50 x 50 mm erweiterten Scanfeldes kann das neueste SmartWeld+-Modell in manchen Fällen die Portalbewegung überflüssig machen, was zu einer noch höheren Durchsatzgeschwindigkeit führt.
Eine bessere Schweißnaht
Die Ergebnisse belegen die Fähigkeit von SmartWeld+, die Abmessungen und die Form der Schweißnaht präzise zu steuern und gleichzeitig die Wärmezufuhr zu reduzieren. Die beiden Fotos zeigen beispielsweise einen Vergleich zwischen Schweißnähten, die mit einem herkömmlichen Multimode-Laser (fokussierte Spotgröße ca. 800 µm) und einem Single-Mode-Laser mit deutlich geringerer Leistung (fokussierte Spotgröße ca. 30 µm) erzielt wurden, wobei letzterer über SmartWeld+ gesteuert wurde.
Ein herkömmlicher Multimode-Pulslaser erzeugt eine Schweißnaht (links) mit ungleichmäßiger Tiefe und einer relativ großen Wärmeeinflusszone, während SmartWeld+ in Kombination mit einem Singlemode-Faserlaser eine Schweißnaht (rechts) mit gleichmäßiger Tiefe und Festigkeit sowie einer minimalen Wärmeeinflusszone erzeugt.
SmartWeld+ erzeugt einen Schweißquerschnitt, der rechteckiger und um 40 % größer ist als bei herkömmlichen Verfahren. Gleichzeitig entsteht aufgrund des geringeren Gesamtenergieeintrags eine deutlich kleinere Wärmeeinflusszone. Dadurch werden thermische Spannungen und Rissbildung minimiert und die Schweißnahtfestigkeit erhöht.
Zudem erhöht der kleinere, fokussierte Lichtfleck, der mit einer Single-Mode-Quelle erzielt wird, die Energiekonzentration. Dies verbessert die Prozessstabilität bei stark reflektierenden Materialien – wie Kupfer oder Aluminium –, die sich in der Regel nur schwer schweißen lassen, insbesondere mit Infrarotlasern.
Erfahren Sie mehr über SmartWeld+.
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