5 Laser Welding Quality Problems & Solutions

5 Qualitätsprobleme beim Laserschweißen & Lösungen

Beim Laserschweißen trifft man auf unterschiedliche Situationen.

Dank hoher Effizienz, hoher Präzision, hervorragender Schweißergebnisse, einfacher automatischer Integration und weiterer Vorteile findet das Laserschweißen breite Anwendung in verschiedenen Branchen und spielt eine zentrale Rolle in der industriellen Metallverarbeitung und -fertigung, unter anderem in den Bereichen Militär, Medizin, Luft- und Raumfahrt, 3C-Autoteile, mechanische Blechbearbeitung, neue Energien, Sanitärtechnik und anderen Branchen.

Wie bei jedem Schweißverfahren können auch beim Laserschweißen Fehler oder mangelhafte Produkte entstehen, wenn die Prinzipien und Techniken nicht vollständig beherrscht werden. Nur durch ein gutes Verständnis dieser Fehler und das Erlernen von Methoden zu deren Vermeidung lässt sich das Potenzial des Laserschweißens voll ausschöpfen und ein ansprechendes Erscheinungsbild sowie qualitativ hochwertige Produkte erzielen. Ingenieure haben aufgrund ihrer langjährigen Erfahrung einige häufige Schweißfehler und deren Behebung zusammengetragen – eine hilfreiche Ressource für Branchenkollegen!

1. Risse

Die beim Laserschweißen entstehenden Risse sind hauptsächlich Heißrisse, wie z. B. Kristallisationsrisse oder Schmelzrisse. Hauptursache hierfür ist die hohe Schrumpfungskraft, die beim Schweißen vor der vollständigen Erstarrung auftritt. Durch Drahtvorschub oder Vorwärmen des Werkstücks lassen sich die beim Laserschweißen auftretenden Risse reduzieren oder vermeiden.

2. Poren in der Schweißnaht

Porosität ist ein häufig auftretender Fehler beim Laserschweißen. Das Schmelzbad ist in der Regel tief und schmal, und Metalle leiten Wärme normalerweise sehr gut und extrem schnell. Das im Schmelzbad entstehende Gas hat nicht genügend Zeit zu entweichen, bevor das Schweißgut abkühlt. Dies begünstigt die Bildung von Poren. Da die Wärmeeinflusszone beim Laserschweißen jedoch klein ist und das Metall sehr schnell abkühlt, ist die entstehende Porosität im Allgemeinen geringer als beim herkömmlichen Schmelzschweißen. Die Reinigung der Werkstückoberfläche vor dem Schweißen kann die Neigung zur Porenbildung verringern, und auch die Blasrichtung beeinflusst die Porenbildung.

3. Der Spritzer

Wird das Metallwerkstück zu schnell verschweißt, hat das flüssige Metall hinter dem Loch, das zur Schweißnahtmitte zeigt, keine Zeit, sich zu verteilen. Es erstarrt beidseitig der Schweißnaht und bildet eine Schweißnahtkante. Ist der Spalt zwischen zwei Werkstücken zu groß, steht nicht genügend flüssiges Metall zum Verschließen zur Verfügung, wodurch ebenfalls eine Schweißnahtkante entsteht. Fällt die Energie am Ende des Laserschweißens zu schnell ab, kann das Loch leicht zusammenfallen, was zu ähnlichen Schweißfehlern führt. Eine optimierte Einstellung von Leistung und Vorschubgeschwindigkeit beim Laserschweißen kann die Entstehung einer Schweißnahtkante verhindern.

4. Unterschnitt

Die beim Laserschweißen entstehenden Spritzer beeinträchtigen die Schweißnahtqualität erheblich und können die Linse verunreinigen und beschädigen. Die Spritzermenge hängt direkt mit der Leistungsdichte zusammen und lässt sich durch eine entsprechende Reduzierung der Schweißenergie verringern. Bei unzureichendem Einbrand kann die Schweißgeschwindigkeit reduziert werden.

5. Der Zusammenbruch des Schmelzbades

Bei zu geringer Schweißgeschwindigkeit ist das Schmelzbad groß und breit, die Menge des geschmolzenen Metalls nimmt zu, und die Oberflächenspannung reicht nicht aus, um das zähflüssige Metall zu halten. Dadurch sinkt die Schweißnahtmitte ab, was zu Einbrüchen und Poren führt. In diesem Fall muss die Energiedichte entsprechend reduziert werden, um ein Einbrechen des Schmelzbads zu verhindern.