LaVa-Schweißen von Drucksensoren

Großes Anwendungsfeld der Sensorindustrie erfordert schnelle Produktion

Swagelok-Einschweißstutzen, links: WIG-Schweißen, rechts: LaVa-Schweißen

Ein großes Anwendungsfeld der Sensorindustrie stellt die Herstellung von Drucksensoren dar. Diese messen den Druck in verschiedenen Anwendungsfällen wie zum Beispiel in Heizungsanlagen, Industrie- oder Fahrzeuganwendungen. So lässt sich beispielsweise der Druck in Bezug auf ein absolutes Vakuum messen oder ein Überdruck beziehungsweise Unterdruck in belüfteten Tanks feststellen.[1]

Um die benötigten Anschlüsse zu integrieren, werden bei der Herstellung der Gehäuse für Drucksensoren Swagelok-Einschweißstutzen verwendet. Nach dem aktuellen Stand der Technik werden diese meist mit dem WIG (Wolfram-Inertgas)-Verfahren verschweißt. Weil es dabei aber oft zu Verzügen kommt, ist eine Alternative erforderlich, die nicht nur präzisere Ergebnisse, sondern auch energiesparenderes Schweißen ermöglicht. An dem Punkt setzt das LaVa-Schweißen von Sensoren an.


WIG-Schweißen: Nachteile beim Sensorschweißen

Das WIG-Schweißen ist ein Schutzgas-Schweißprozess, bei dem der benötigte Strom über eine Wolfram-Elektrode zugeführt wird. Diese Elektrode ist temperaturbeständig und kann nicht abschmelzen. Ein von ihr ausgehender Lichtbogen erwärmt den Werkstoff und schmilzt diesen auf. Das WIG-Schweißverfahren ist also sehr energieaufwändig. Um beispielsweise eine Einschweißtiefe von 3 Millimetern zu erreichen, sind Spannungs- und Stromwerte von 11 Volt und 200 Ampere erforderlich, was einer Leistung von 2,2 Kilowatt entspricht. Diese hohe Energieeinbringung ist auch der Grund für die häufigen Verzüge.

LaVa-Schweißen erfordert weniger Energie

Mit deutlich weniger Energie kommt das Laserstrahlschweißen im Vakuum (LaVa-Schweißen) aus. Einschweißtiefen von 3 Millimetern können hier schon mit einer Leistung von 500 Watt erreicht werden. Auch die Schweißzeit lässt sich deutlich reduzieren: Während die Schweißgeschwindigkeit beim WIG-Schweißen 8,3 Millimeter pro Sekunde beträgt, liegt sie beim LaVa-Schweißen bei 20 Millimetern pro Sekunde.

Insgesamt ist beim LaVa-Schweißen von Sensoren – verglichen mit dem WIG-Verfahren – ca. 80 Prozent weniger Energieeinbringung erforderlich. Daher sollte die innovative Methode besonders dort Anwendung finden, wo nahezu verzugsfreie Endkonturbearbeitungen an Sensoren notwendig sind. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch die geringere Wärmeentwicklung beim LaVa-Schweißen keine Elektronik beschädigt wird, die sich möglicherweise im Sensorgehäuse befindet. Hinzu kommt, dass kleine Spalte, die größer als ein zehntel Millimeter sind, mit einer angepassten Strahloszillation problemlos überbrückt werden können. Nicht zuletzt lassen sich mit dem Laserstrahlschweißen im Vakuum sehr schlanke und porenfreie Schweißnähte erzeugen.

 

[1] https://www.baumer.com/de/de/service-support/funktionsweise/funktionsweise-und-technologie-von-drucksensoren/a/Know-how_Function_Pressure-sensors

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