Vorteile des Laserschweißens mit Wobbel-Technik im Vergleich zum konventionellen Laserschweißen

 Wobbel-Geometrie

• Nachfolgende Wobbel-Modi stehen bei den Schweißoptiken zur Verfügung:

• In Abhängigkeit der Anwendung können sowohl die Wobbelfrequenz als auch die Amplitude angepasst werden

Schweißqualität

• Im Vergleich zum konventionellen Laserschweißen wird beim Laserschweißen mit Wobbelfunktion eine bessere Nahtqualität erreicht.
• Bei hochreflektiven Materialien wird die Homogenität der Schweißnaht durch die Wobbelfunktion deutlich verbessert.

Eckverbindung an TiAl (Materialstärke 1.5 mm). Im Bild links ist das Bauteil dargestellt, das Bild rechts zeigt die mikroskopische Aufnahme der Naht.

Schwierig zu schweißende Materialien

• Einige Materialien lassen sich mit den herkömmlichen Optiken nur sehr schlecht schweißen. Dies sind z.B.:

  • einige Aluminium-Legierungen, die zur starken Porenbildung neigen

  • Heißrißanfällige Federstahl-Legierungen

• Durch die Verwendung der Wobbel-Optik kann der Schweißprozess durch die Anpassung des Wobbel-Geometrie, der Wobbel-Frequenz und der Amplitude deutlich verbessert werden, sodass Schweißdefekte stark minimiert oder sogar gänzlich eliminiert werden können.

Aluminium-Legierung (6061) mit konventioneller Optik geschweißt: Porenbildung in der Fügezone		Aluminium-Legierung (6061) mit Wobbel-Optik geschweißt: porenfreie Fügezone

Schweißen von Mischungsverbindungen

• Beim Schweißen von Mischverbindungen weist die Wobbel-Optik deutliche Vorteile auf, z.B. bei:

  – Materialien mit unterschiedlichen Schmelztemperaturen und unterschiedlichem Absorptionsgrad. Hier kann die Leistungsverteilung mittels der verschiedenen Wobbel-Parameter an das Material angepasst werden.
  – Materialien, welche eine spröde intermetallische Phase in der Fügezone bilden. Mit der Wobbel-Optik wird sowohl der Aufschmelz- als auch der Erstarrungsvorgang gezielt beeinflusst und dadurch die Schweißqualität deutlich gesteigert.

Verbindung von Edelstahl mit Kupfer (zikulare Wobbel-Geometrie)		Die EDX-Aufnahme zeigt die Durchmischung der beiden Metalle in der Fügezone

Toleranz der Prozessparameter

• Die Einstellung der Prozessparameter ist wesentlich unempfindlicher gegenüber Toleranzen, wie z. B. der maximale Spalt zwischen den Bauteilen
• Beispiel: Abstand zweier Bleche beim Stumpfstoß (Materialdicke 1.5 mm):

A) Variation des Spaltes zwischen zwei Bauteilen		B) Versatz vom Fügezentrum

o  = gute Qualität

Δ = ausreichende Qualität

× = mangelhafte Qualität / nicht geschweißt