Sensortechnik: Laserstrahlschweißen im Vakuum von dünnwandigen Rohren

Qualität auch beim Schweißen komplizierter Materialien

In der Sensortechnik gibt es viele verschiedene Anwendungsbereiche, wie die Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt oder Automation. Die dort verbauten Sensoren müssen hochqualitativ verarbeitet werden, daher bedarf es eines Fügeprozesses, der möglichst nacharbeitsfreie Schweißnähte erzeugt. Oftmals sind die Materialien im Bereich der Sensortechnik sehr empfindlich und dünn, das gilt besonders für dünnwandige Rohre.

Die Sensitivität der Materialien steigt häufig mit abnehmender Wanddicke, was den Prozess des Schweißens erschwert. Insbesondere für die Fertigung dünnwandiger Rohre wird daher ein Verfahren benötigt, mit dem bei einer Wanddicke von 25–50 μm qualitativ hochwertige Ergebnisse erzielt werden können. Vor allem die Spanntechnik spielt dabei eine wichtige Rolle.

 

Hochqualitative Schweißnähte dank Laserstrahlschweißen im Vakuum

Bei der Fertigung dünnwandiger Rohre mit dem Laserstrahlschweißen im Vakuum (LaVa-Schweißen) setzt LaVa-X auf eine speziell konzipierte Spannvorrichtung, um 50 µm dicke Edelstahlfolien genaustens zu positionieren und zu fixieren. Fehlstellen oder -positionierungen minimieren die Schweißnahtqualität, und führen im schlimmsten Fall zu Undichtigkeiten in der Schweißnaht und damit zu Ausschuss.

Die Energieeinbringung spielt beim Schweißprozess ebenfalls eine entscheidende Rolle: Bei einer zu hohen Leistung entstehen häufig Löcher in der Schweißnaht, bei einer zu niedrigen Leistung wird kein Vollanschluss erzielt.

Mittels der Spannvorrichtung kann LaVa-X Rohre mit einer Wanddicke von 50 μm herstellen. Dabei bietet das Laserstrahlschweißen im Vakuum deutliche Vorteile gegenüber anderen Schweißprozessen, da der Energiebedarf um bis zu 60 % reduziert werden kann. Der Schweißprozess wird durch den reduzierten Umgebungsdruck von ca. 100 mbar und der daraus resultierenden geringeren Temperaturen in der Dampfkapillare signifikant stabilisiert. Dadurch sind die Schweißnähte frei von Spritzern, Poren und Oxidationen und weisen praktisch keinen Verzug auf – insbesondere bei den dünnen Edelstahlfolien ein großer Vorteil hinsichtlich Qualität und Beständigkeit.

 

 

Laserstrahlschweißen im Vakuum – Vorteile auf einen Blick

  • Hohe Schweißnahtqualität
  • Energieeinsparung um bis zu 60 %
  • Keine Oxidation oder Bedampfung
  • Poren- und spritzfreie Schweißnähte
  • Produktivitätssteigerung
  • Kosteneinsparung

In der Abbildung sind die Schweißnahtoberraupe (oben) und ein Makroschliff (unten) der Stumpfstoß-Schweißverbindung dargestellt. Hier wurde mit einer Leistung von nur 33 W eine Schweißnaht ohne Randkerben oder sonstige Ungänzen erzeugt.

Abbildung oben: Schweißnahtoberraupe / unten: Querschliff

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