Mikrorohre prozesssicher mit dem Faserlaser schweißen

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Rofin-Sinar Laser GmbH

Der Aufbau des Schweißtisches stellt das Zusammenfügen und Einhalten der Schweißposition für die Zeit sicher, bis sich das Schmelzbad verfestigt hat. Die mit gezieltem Einsatz von zusätzlichem Schutzgas erzielte Nahtqualität ist derart außergewöhnlich, dass es bei Edelstahlrohren schwierig – um nicht zu sagen unmöglich – ist, die Schweißnaht mit bloßem Auge zu erkennen. Mit diesem Aufbau lassen sich verschiedenste Materialien verschweißen. Die Bandbreite der zu verschweißenden Werkstoffe umfasst jedoch vorwiegend Edelstahl und Nickel-Legierungen.

Hohe Prozessstabilität bis zu Schweißgeschwindigkeiten von 40 m/min

Die durchgeführten Tests zeigen eine hohe Prozessstabilität bis zu Schweißgeschwindigkeiten von 40 m/min, mit der die geforderte Rohrqualität, zum Beispiel für medizinische Anwendungen, sichergestellt werden konnte (ein Rohr, das innen wie außen glatt ist und über keinerlei Unebenheiten oder Löcher verfügt). Jenseits dieser Geschwindigkeit tritt je nach Wandstärke und Material ein physikalisches Phänomen auf, bei dem die Geometrie der Schweißnaht beginnt, sich wellenförmig zu verändern und an Nahttiefe zu verlieren (Humping-Effekt).

Beide Unternehmen arbeiten momentan daran, auch Schweißungen mit einer Prozessgeschwindigkeit jenseits der 40 m/min bis hin zu 60 m/min zu qualifizieren. Die Einstellparameter des Lasers sind einfach anzupassen, weil die für das Schweißen eines Materials in bestimmten Dicke erforderliche Leistung sich fast linear zur Arbeitsgeschwindigkeit verhält und bereits bei geringen Vorschüben der Laser sehr effizient an den Prozess ankoppelt.

In Bezug auf Verunreinigungen, so gering diese auch sind, die die Stabilität des Schweißprozesses beeinflussen könnten, schützt nicht nur der Abstand des Schweißkopfes vom Schmelzbad die Optik vor Rauch, auch ein integriertes Cross Jet System schützt die Fokussieroptiken vor den Umgebungseinflüssen. Dies trifft auch für die verwendeten Schutzgläser zu. Auch wenn diese nicht kostenaufwendig sind, sorgt ihr Schutz vor Verunreinigungen für die langfristige Erhaltung der Prozessstabilität.

PWS-Sensorik ermöglicht Verfolgen der axialen Verschiebungen der Nahtkanten auch hohen Schweißgeschwindigkeiten

Ein Schweißvorgang mit Laser erfordert eine genaue Positionierung des Laserspots in der Mitte der Schweißfuge. Um dies zu erreichen, hat Rofin auch an der Laserschweißoptik arbeiten müssen. Bis jetzt verfügte Rofin bei seinen Profile-Welding-Systemen (PWS) über ein Nahtnachführsystem, das standardmäßig mit dem Schweißkopf verbunden ist.

Durch ihre dem Schmelzbad vorgelagerte Position macht die PWS-Sensorik das Verfolgen der axialen Verschiebungen der Nahtkanten auch bei beachtlichen Schweißgeschwindigkeiten bis 60 m/min möglich, allerdings wurde dies bisher nur bei größeren Wandstärken und Rohrdurchmessern verwendet.

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