Welche Werkstoffe können mit dem Laser geschweißt werden?
Im Prinzip kann der Laser fast alle schmelzschweißfähigen Werkstoffe verbinden – Metalle, Kunststoffe und teils Keramiken.
Entscheidend sind Wärmeleitfähigkeit, Reflexionsverhalten, Schmelztemperatur und Prozessanforderungen.
Hier ist eine Übersicht über Werkstoffe und deren Schmelzverfahren mittels Laser:
Metalle:
| Werkstoffgruppe | Typische Materialbeispiele | Besonderheiten beim Laserschweißen | Verwendetes Schmelzverfahren |
|---|---|---|---|
| Unlegierte & niedriglegierte Stähle | Baustahl, Konstruktionsstahl | Gut schweißbar; kaum Reflektion | Tiefschweißen (Keyhole) bei dicken Blechen, Wärmeleitungsschweißen bei dünnen |
| Edelstähle (rostfrei, CrNi) | V2A, V4A, 1.4301 | Sehr gute Absorption; feine, dichte Nähte | Häufig Tiefschweißen, teils auch Wärmeleitungsschweißen für Sichtnähte |
| Aluminiumlegierungen | AlMg, AlSi | Hohe Reflektion → Absorption schwierig; Gefahr von Poren und Heizrissen | Meist Tiefschweißen mit Hochleistungslaser (Faserlaser), evtl. Zusatzdraht |
| Kupfer & Kupferlegierungen | Cu, CuSn, CuZn | Sehr hohe Reflektion bei Raumtemp., gute Wärmeleitung | Tiefschweißen mit grünen/IR-Lasern oder Ultrakurzpuls-Lasern |
| Titan & Titanlegierungen | Ti6Al4V | Gute Absorption, oxidationsanfällig → Schutzgas nötig | Tiefschweißen oder Wärmeleitungsschweißen, je nach Blechdicke |
| Nickellegierungen | Inconel, Hastelloy | Gute Absorption, hohe Temperaturfestigkeit, Neigt jedoch auch zu Heizrissen | Tiefschweißen bevorzugt |
| Kupfer-Aluminium- oder Stahl-Alu-Verbindungen | Hybrid- oder Mischverbindungen | Unterschiedliche Schmelzpunkte → schwierig | Spezielle Verfahren (z. B. Puls-Laserschweißen, Ultrakurzpuls-Laser) |
Kunststoffe
| Werkstoffgruppe | Typische Materialbeispiele | Besonderheiten beim Laserschweißen | Verwendetes Schmelzverfahren |
|---|---|---|---|
| Thermoplaste | PP, PE, PA, ABS, PC | Laser dringt durch obere Schicht (transluzent), untere absorbiert und schmilzt | Wärmeleitungsschweißen (Transmission-Laserschweißen) |
| Faserverstärkte Kunststoffe | CFK, GFK | Laser muss Matrix lokal schmelzen → schwierig | Puls- oder Wärmeleitungsschweißen, oft Hybridverfahren |
Sonderwerkstoffe:
| Werkstoffgruppe | Typische Materialbeispiele | Besonderheiten beim Laserschweißen | Verwendetes Schmelzverfahren |
|---|---|---|---|
| Edelmetalle | Gold, Silber, Platin | Schmuck, Elektronik; feine Nähte | Wärmeleitungsschweißen (Pulsbetrieb) |
| Keramiken | Al₂O₃, ZrO₂ | Direkt schwer schweißbar; meist durch Glaslot oder Zusatzwerkstoff | Laserauftragsschweißen oder Mikroschweißen |
Kurz zusammengefasst:
Mit dem Wärmeleitungsschweißen können dünne Bleche, feine Nähte, empfindliche Werkstoffe (Edelstähle, Kunststoffe, Edelmetalle)
miteinander verschweißt werden. Tiefschweißen (Keyhole) nutzt man bei dem Fügen von dickeren Metallen, hochfeste Verbindungen von
Baustählen, Edelstählen, Aluminium oder Titan. Das Hybrid- oder Sonderverfahren wird hauptsächlich bei dem Schweißen von
Mischverbindungen genutzt wie zum Beispiele Kupfer/Aluminium, Kupfer/Edelstahl, Kupfer/Messing, Messing/Edelstahl Paarungen.
