Schweißen mit Diodenlasern

Only imagined a few years ago, meanwhile various surface treatment, joining and even cutting processes applying high power diode lasers (HDL) directly are proven to be feasible. This is seriously noted by industry and in those manufacturing systems, for which the economical and technical advantages of HDL are evident diode lasers are increasingly utilized. This paper is focussing on laser beam welding of metals with HDL. Fundamental effects of laser, gas and material parameters on the process behavior are explained, accompanied by a semi-analytical heat conduction simulation program (LaserWeld3D). Practical results on mild and stainless steel, aluminum and magnesium are demonstrated. The investigations are treating heat conduction welds as well as deep penetration welds with beam powers up to 3 kW, power densities up to 2x10(exp 5) W/cm(exp 2) and welding depths up to 6 mm.

Vor einigen Jahren noch ein Wunschtraum, gelten mittlerweile diverse Oberflächenbehandlungs-, Füge- und sogar Trennprozesse unter direkter Anwendung von Hochleistungs-Diodenlasern (HDL) nachweislich als machbar. Diese Entwicklung wird von der Industrie aufmerksam verfolgt und in den Fertigungssystemen, in denen die wirtschaftlichen und technischen Vorteile von HDL zum Tragen kommen, werden Diodenlaser zunehmend auch eingesetzt. Dieser Beitrag konzentriert sich auf das Laserstrahlschweißen von Metallen mit HDL. Grundlegende Wirkungen der Laser-, Gas- und Werkstoffparameter auf das Prozessverhalten werden erläutert und mit Hilfe eines halbanalytisch rechnenden Wärmeleitungs-Simulationsprogrammes (LaserWeld3D) theoretisch untermauert. Praktische Ergebnisse an Bau- und Edelstahl, Aluminium und Magnesium werden vorgeführt. Die Untersuchungen umfassen sowohl das Wärmeleitungs- als auch das Tiefschweißen mit Laserleistungen bis 3 kW, Leistungsdichten bis 2x10(hoch 5) W/cm(hoch 2) und Schweißtiefen bis 6 mm.