Was ist Laseraufragsschweißen

Laserauftragschweißen ist eine Technologie, bei der ein Material auf die Oberfläche eines anderen Materials aufgebracht wird, sodass das Material mit minimaler Wärmezufuhr zum darunter liegenden Substrat genau und selektiv abgeschieden werden kann. Es ist eines der genauesten Schweißverfahren, um diese mechanische Verbindung zwischen dem Substrat und der Beschichtung herzustellen.

Was ist Laseraufragsschweißen?

Laserauftragschweißen verwendet hochenergetische Laserbestrahlung, um eine Schicht aus speziellem Material durch schnelles Schmelzen, Ausdehnen und Erstarren auf die Oberfläche des Werkstücks aufzubringen, wodurch ein neues Material hergestellt wird. Es kann dem Werkstück viele Eigenschaften hinzufügen und viele Materialien gemäß den Leistungsanforderungen integrieren, z. B. Legierungen verschiedener Komponenten, Metallverbundwerkstoffe usw., sodass das Werkstückmaterial die Struktur und Eigenschaften aufweist, die nicht bereitgestellt werden durch eine herkömmliche Behandlung, wie Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit, Reibungsminderung, Oxidationsbeständigkeit und Nichtmagnetismus.

Die Laserauftragstechnologie kann präzises Umformen und leistungsstarke additive Fertigungstechnologie integrieren. Gleichzeitig verwendet es viele moderne fortschrittliche Technologien wie Lasertechnologie, Computertechnologie, numerische Steuerungstechnologie und Materialtechnologie. Es gehört zu den intelligenten Fertigungstechnologien der Zukunft.

Wie funktioniert Laserauftragsschweißen?

Beim Laserauftragschweißen erwärmt der Laserstrahl das Werkstück zunächst lokal und bildet dann ein Schmelzbad. Aus der Düse des Laserbearbeitungskopfes wird dann feines Metallpulver direkt in das Schmelzbad gesprüht. Diese Materialien werden hier aufgeschmolzen und mit dem Grundmaterial verbunden. Zurück bleibt ein etwa 0,2 bis 1 mm dicker Belag. Auf diese Weise werden Schweißnähte gebildet und mehrere Schichten können je nach Bedarf auf und ab gestapelt werden. Beim Laserauftragschweißen lassen sich auf 3D-Oberflächen sehr hohe Auftrags- bzw. Volumenraten, also bis zu mehreren cm³/min-Einheiten, und Vorschubgeschwindigkeiten von 500 mm/min bis zu mehreren Metern pro Minute erzeugen. Der automatisch gesteuerte Laserbearbeitungskopf fährt über das Werkstück, um Linien, ebene Flächen und Konturen zu beschichten. Die intelligente Sensorik sorgt dafür, dass die Schichtdicke überall immer gleich ist.

Was ist beim Laserauftragsschweißen anders als bei anderen Arten der Laserbearbeitung?

Im Vergleich zu herkömmlichen Auftrags- und Schweißverfahren ist das Laserauftragschweißen in mancher Hinsicht einzigartig. Das Laserauftragschweißen weist Hochgeschwindigkeits-Thermozyklen auf, wodurch höhere Festigkeit und feinere Mikrostruktur erreicht werden kann, die alle zu einer verbesserten Korrosionsbeständigkeit beitragen.

Was sind die Vorteile des Laserauftragsschweißens?

1) Hohe metallurgische Haftfestigkeit. Das Laserauftragschweißen nutzt die Eigenschaften hochenergetischer Laserstrahlen, um die Werkstückoberfläche sofort mikroschmelzen zu lassen und das auf der Werkstückoberfläche voreingestellte Legierungspulver vollständig zu schmelzen oder es automatisch synchron mit dem Laserstrahl aufzutragen. Nach dem Laserstrahlscannen wird das Substrat selbstgekühlt und schnell verfestigt, um eine dichte Beschichtungslegierungsschicht zu erhalten, die metallurgisch mit dem Substrat verbunden ist.

2) Optionale Härte und Dicke. Die Härte der Plattierungsschicht nach dem Laserauftragschweißen ist wählbar und die Plattierungsdicke kann je nach Bedarf angepasst werden.

3) Verschleißfest und korrosionsbeständig. Durch das Laserauftragschweißen kann eine korrosionsbeständige, verschleißfeste und leistungsstarke Legierungsschicht auf der Oberfläche eines gewöhnlichen Werkstücks aus Kohlenstoffstahl verarbeitet werden, um die Lebensdauer zu verbessern.

4) Reduzieren Sie Kosten und Energieverbrauch. Laserauftragschweißen kann Legierungsbeschichtungen mit metallurgischer Bindung, Legierungszusammensetzung und Eigenschaften auf der Oberfläche des Substrats bilden, so dass eine hochleistungsfähige Legierungsfunktionsschicht auf einem kostengünstigen Substrat hergestellt werden kann, wodurch Materialkosten eingespart werden.

5) Hohe Verkleidungsqualität. Die Plattierungsschicht hat feine Körner und eine kompakte Struktur, die eine hohe Härte, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit erreichen kann.

Was sind die Nachteile des Laserauftragsschweißens?

Alles hat Vor- und Nachteile, und das Laserauftragschweißen ist da keine Ausnahme. Die Nachteile des Laserauftragschweißens lassen sich in 3 verschiedene Kategorien einteilen:

1) Prozessbeschränkungen: Das Verfahren des Laserauftragschweißens ist weitgehend automatisiert. Während dies die Genauigkeit verbessert, verringert es auch die Flexibilität. Die Maschine ist nicht nur schwer zu transportieren, sondern kann auch die Handhabung größerer Teile erschweren.

2) Materialbeschränkungen: Laserauftragschweißen wird normalerweise mit nur wenigen Materialien angewendet. Inconel, Hastelloy und Stellit sind Legierungen auf Nickel- und Kobaltbasis. Rostfreie Stähle im 300er- und 400er-Bereich und Hartmetalle wie Wolframkarbid. Sie sind großartig für Abrieb- und Korrosionsbeständigkeit, aber wenn Sie andere Beschichtungseigenschaften benötigen, müssen Sie sich woanders umsehen. 3) Probleme mit der Beschichtungsdicke: Laserauftragschweißen ist schwierig, wenn dünne Beschichtungen erforderlich sind, da zu viel auf einmal abgeschieden wird.

Wofür ist Laserauftragsschweißen nützlich?

Beschichtung

Die Beschichtung von verstärkten Teilen erfolgt durch Laserauftragschweißen mit Laserpulver, um sie beständig gegen Salzwasser, chemische Substanzen oder Witterung zu machen. Anders als bei herkömmlichen Verfahren wie dem thermischen Spritzen wird das Werkstück hier nur einer geringen thermischen Belastung ausgesetzt, sodass es zu keiner oder nur sehr geringen Durchbiegung kommt. Mit Hilfe von LMD lassen sich verschiedenste Materialmischungen und Schichtaufbauten erstellen. Produktionskosten können eingespart werden, indem Teile aus äußerst kostengünstigen Materialien hergestellt und anschließend mit hochwertigen Beschichtungen versehen werden.

Additive Fertigung

Das Laserauftragschweißen ermöglicht insbesondere im Vergleich zum konventionellen Stanzen eine größere Gestaltungsfreiheit bei der Fertigung einzelner Bauteile. Es kann neue Strukturen bilden oder mit Hilfsstoffen die Form und Oberflächenstruktur bestehender Bauteile verändern. Auch großformatige Teile, die nicht in den Bauraum des 3D-Druckers passen, lassen sich so komplett fertigen.

Reparatur

Sie wollen mehr Mehrwert erzielen? Laserauftragschweißen kann schnell und einfach teure Teile oder Formen reparieren. Kleine und große Schäden lassen sich schnell und nahezu lückenlos reparieren. Es ist auch möglich, das Design zu ändern. Das spart Zeit, Energie und Material. Lohnt sich durchaus, besonders gegenüber teuren Metallen wie Nickel oder Titan. Typische Anwendungsbeispiele sind Turbinenschaufeln, diverse Kolben, Ventile, Wellen oder Matrizen.

Senfeng verfügt über umfangreiche Erfahrung in der Laserauftragstechnologie und hat zahlreiche Reparatur- und Verbesserungsarbeiten für verschiedene Werkstücke in verschiedenen Branchen durchgeführt. Bei Fragen zu den zu bearbeitenden Teilen können Sie sich gerne an uns wenden.