Laserschweißen von Aluminium: DFM, Parameter und Fehlerkontrolle

Beim Laserschweißen von Aluminium sind eine strenge Kontrolle der Wärmezufuhr, der Oberflächenreinigung und der Fugenausrichtung erforderlich, um Porosität und Heißrisse zu vermeiden. Ein gleichbleibend gutes Ergebnis hängt davon ab, dass der Faserlaser mit dem richtigen Schutzgas und dem richtigen Schweißdraht für die jeweiligen Legierungen der Serien 5xxx und 6xxx kombiniert wird.

Zwar liefert das Verfahren schmale, saubere Fugen mit minimaler thermischer Verformung, doch aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit von Aluminium und der hartnäckigen Oxidschicht ist das Prozessfenster bemerkenswert eng. Eine Abweichung von 0,2 mm beim Spaltmaß oder ein ausgelassener Entfettungsschritt machen eine Strukturnaht sofort zu Ausschuss.

Beim Laserschweißen von Aluminium lassen sich schmale, saubere Schweißnähte mit geringer Verformung erzielen; jedoch können bereits geringfügige Abweichungen hinsichtlich der Legierung, der Oberflächenbeschaffenheit, des Spaltmaßes oder der Wärmezufuhr zu Porosität, Rissbildung und unvollständiger Verschmelzung führen. Dieser Leitfaden erläutert, wie lasergeschweißte Aluminiumteile vom Prototypentest bis zur Serienfertigung konstruiert, geprüft, inspiziert und kontrolliert werden.

Prüfung des Öffnungsvorgangs

Die folgende Tabelle bietet eine erste Orientierung auf der Grundlage spezifischer Bauteilanforderungen. Bitte beachten Sie, dass es sich hierbei um ein vorläufiges Auswahlinstrument handelt, das weder die Verfahrensqualifizierung noch mechanische Prüfungen ersetzt.

Wie wirken sich Aluminiumlegierung und Härtegrad auf die Laserschweißbarkeit aus?

Die Schweißbarkeit von Aluminium hängt von der chemischen Zusammensetzung, dem Härtezustand und dem verwendeten Schweißzusatzwerkstoff ab. Diese Faktoren haben direkten Einfluss auf das Auftreten von Porosität und Heißrissen sowie auf die Festigkeit der Schweißnaht nach dem Schweißen.

Oxidschicht, Wärmefluss und Laserabsorption

Die physikalischen Eigenschaften von Aluminium erfordern strenge Prozesskontrollen. Das Verständnis dieser grundlegenden Eigenschaften erklärt, warum das Prozessfenster relativ eng ist.

• Reines Aluminium schmilzt bei etwa 660 °C, die schützende Aluminiumoxidschicht hingegen bei etwa 2050 °C.
• Handelsübliche Aluminiumlegierungen weisen einen Schmelzbereich auf; Berechnungen, die ausschließlich auf Daten für reines Aluminium basieren, sind ungenau.
• Durch die hohe Wärmeleitfähigkeit wird die Wärme schnell aus der Schweißverbindung abgeleitet.
• Ein niedriger Schmelzpunkt erhöht das Risiko lokaler Durchbrennungen bei dünnen Blechen.
• Die Laserabsorptionsraten sind nicht konstant – sie variieren in Abhängigkeit von der Laserwellenlänge, der Oberflächenrauheit und der Materialtemperatur.
• Die Oberflächenreflektivität beeinflusst die Anlaufstabilität – was häufig zu einer unregelmäßigen Anfangsperle oder zu „Spritzern“ führt, bevor sich das Schlüsselloch vollständig gebildet hat – und kann erhebliche Risiken durch Rückreflexion für das optische System mit sich bringen.
• Eine Schlüssellochinstabilität beim Tiefschweißen kann zu Spritzern und innerer Porosität führen.

Legierungsserie, Zustandsbezeichnung und Festigkeit in der Wärmeeinflusszone

Nicht alle Aluminiumgüten verhalten sich unter einem Laserstrahl gleich. Die Schweißbarkeit variiert je nach Legierungsreihe und Härtezustand erheblich.

• Serien 1xxx und 3xxx weisen in der Regel eine gute Schweißbarkeit auf.
• 5xxx-Serie kann in der Regel geschweißt werden, allerdings müssen der Schweißdraht und die Betriebstemperatur dem jeweiligen Magnesiumgehalt Rechnung tragen.
• 6xxx-Serie erfordert eine strenge Kontrolle bei der Auswahl des Schweißzusatzwerkstoffs, um Erstarrungsrisse zu vermeiden, und es kommt zu einer deutlichen Erweichung in der Wärmeeinflusszone (HAZ).
• Bestimmte Serien 2xxx und 7xxx Diese Stahlsorten weisen eine eingeschränkte Schweißbarkeit auf und erfordern vor der Serienfertigung sortenspezifische Versuche.
• Aluminiumguss Bauteile weisen häufig eine inhärente innere Porosität auf, die sich beim Laserschweißen ausdehnen und zu schwerwiegenden Fehlern führen kann.

Der Materialzustand bestimmt die mechanischen Eigenschaften der fertigen Verbindung:

• Für die Zustände O (geglüht), H (dehnungsgehärtet), T4 und T6 können nicht dieselben Annahmen hinsichtlich der Festigkeit nach dem Schweißen zugrunde gelegt werden.
• Sowohl kaltverfestigte als auch wärmebehandelte Aluminiumlegierungen verlieren nach dem Schweißen einen Teil ihrer Festigkeit in der Wärmeeinflusszone (HAZ).
• Das Verhalten von 5052-H32 nach dem Schweißen lässt sich nicht direkt auf 6061-T6 übertragen.
• Eine optisch ansprechende Schweißnaht bedeutet nicht, dass die Festigkeit der Verbindung der des Grundmetalls entspricht.
• Teile, die Ermüdung, hohen Belastungen oder Druck ausgesetzt sind, erfordern eine eigenständige mechanische Validierung.

Autogenschweißen und Schweißzusatzwerkstoff

Das Laserschweißen kann je nach Verbindungskonfiguration und Legierungszusammensetzung mit oder ohne Schweißzusatzdraht durchgeführt werden.

• Autogenes Schweißen (ohne Zusatzwerkstoff) eignet sich gut für Fugen mit geringen Spalten, stabilen Kanten und einer kompatiblen Chemie des Grundmetalls.
• Zusatzdraht ergänzt das Schweißgut, um Lücken auszugleichen, und verbessert die Passungstoleranz.
• Der Zusatz von Schweißdraht verändert die chemische Zusammensetzung der Schweißnaht, was häufig erforderlich ist, um das Risiko von Heißrissen bei bestimmten Legierungen zu verringern.
• Standard-Schweißdrähte wie 4043, 4047 und 5356 lassen sich nicht allein anhand der Legierungsreihe automatisch auf Grundmetalle abstimmen.
• Bei der Auswahl des Füllstoffs müssen Zugfestigkeit, Duktilität, Rissbeständigkeit und die Betriebsumgebung (Korrosion/Temperatur) gleichermaßen berücksichtigt werden.
• Bei Bauteilen, die dauerhaft hohen Temperaturen ausgesetzt sind, muss überprüft werden, ob ein magnesiumreicher Füllstoff verwendet wird.

Expertentipp: Wenn das Endprodukt eine klare Eloxierung erfordert, führt die Verwendung von 4043-Schweißdraht auf einer 6061-Grundstruktur aufgrund des Siliziumgehalts zu einer dunkelgrauen oder schwarzen Schweißnaht. Wechseln Sie zur Farbanpassung zu 5356-Schweißdraht, sofern die Betriebstemperatur unter 65 °C bleibt.

Leitfaden zur Auswahl von Grundmetallen und Füllstoffen

(Hinweis: Diese Tabelle dient als allgemeine Orientierungshilfe. Sie ersetzt weder offizielle Tabellen zur Auswahl von Schweißzusatzwerkstoffen noch Schweißversuche.)

Konstruktion und Montage von Verbindungen für das Aluminium-Laserschweißen

Ob ein Laserstrahl die Naht konsistent trifft, hängt in hohem Maße von der Geometrie der Fuge, der Qualität der Schnittkanten und der Stabilität der Spannvorrichtung ab.

Verbindungstypen und Schweißzugang

Unterschiedliche Gelenkkonfigurationen stellen Lasersysteme vor spezifische Herausforderungen.

• Stumpfstöße Sie sorgen für ein sauberes Erscheinungsbild, reagieren jedoch sehr empfindlich auf Lücken und Kantenversätze.
• Überlappungsverbindungen lassen sich leichter positionieren und befestigen, doch zwischen den Schichten eingeschlossene Verunreinigungen können zu Porosität führen.
• Eckverbindungen Es muss ausreichend Freiraum für den Laserkopf, die Gasdüse und den Drahtvorschub vorhanden sein.
• Flanschverbindungen die Passgenauigkeit verbessern und die Steifigkeit erhöhen Gehäuse aus dünnem Blech.
• Luftdichte Verbindungen erfordern einen kontinuierlichen, nachverfolgbaren Bewegungsweg für den Laserkopf ohne plötzliche Winkeländerungen.
• Einseitige Schweißnähte erfordern eine frühzeitige Planung hinsichtlich der Wurzelbildung und einer eventuellen hinteren Abschirmung oder Stütze.

Lücke, Fehlanpassung und Randbedingung

Die Montagebedingungen unmittelbar vor dem Schweißen bestimmen die Fehlerquote.

• Zu große Lücken können zu einer unzureichenden Füllung, zu Hinterschneidungen oder zu einer unvollständigen Verschmelzung führen.
• Ein Kantenversatz verändert die effektive Eindringtiefe und verringert die Haftfläche auf einer Seite.
• Grate, Schlacke und ungleichmäßige Schnittkanten beeinträchtigen die Positionierung der Teile und die Genauigkeit der Nahtverfolgung.
• Oxide, Schneidflüssigkeiten, Klebstoffe und Feuchtigkeit, die an der Schnittkante zurückbleiben, verdampfen und gelangen in das Schweißbad.
• Kleine Spotgrößen und autogene Aufbauten reagieren äußerst empfindlich auf Abweichungen der Nahtposition.
• Plötzliche Schwankungen des Spaltes entlang der Naht lassen sich schwerer kontrollieren als ein gleichbleibender, kleiner Spalt.
• Verlassen Sie sich nicht auf eine allgemeingültige Spaltformel. Der zulässige Spalt hängt von der Blechdicke, der Spotgröße, der Strahlschwankung, dem Schweißdraht und der gewünschten Eindringtiefe ab, die durch Versuche ermittelt werden müssen.

Technische Faustformel: Als allgemeine Regel für das autogene Laserschweißen gilt, dass der maximal zulässige Spalt 10% der Materialdicke nicht überschreiten sollte und der Versatz unter 5–10% gehalten werden sollte. Wenn Ihr Spalt 0,5 mm überschreitet, sind der Einsatz von Schweißdraht oder die Verwendung der Wobble-Funktion zwingend erforderlich.

Spannvorrichtungen und Schweißreihenfolge

Das Laserschweißen erfordert eine präzise Positionierung der Bauteile. Bei der Konstruktion der Halterung müssen der Zugang und die Wärmeausdehnung berücksichtigt werden.

• Legen Sie eindeutige Bezugsebenen und Methoden zur Werkstückausrichtung fest.
• Kontrolle der Wiederholgenauigkeit von Spaltmaßen und Passungen durch starre Werkzeuge.
• Platzieren Sie die Klemmpunkte nahe genug an der Verbindungsstelle, um die Position zu sichern, aber weit genug entfernt, um optische Störungen zu vermeiden.
• Verwenden Sie bei Bedarf eine Kupferunterlage zur Stützung der Wurzeln und zur gezielten Wärmeableitung.
• Stellen Sie sicher, dass entlang der gesamten Werkzeugbahn ausreichend Freiraum für den Laserkopf, die Gasdüse und den Drahtvorschubmechanismus vorhanden ist.
• Vergewissern Sie sich bei Verwendung von Nahtverfolgungs- oder Bildverarbeitungssystemen, dass eine Sichtverbindung besteht.
• Planen Sie Start-, Stopp- und Überlappungspositionen, um Kraterrisse zu vermeiden.
• Verwenden Sie symmetrische oder segmentierte Schweißabläufe, um die aufgelaufenen thermischen Verformungen zu kontrollieren.
• Berücksichtigen Sie die Zeit für das Be- und Entladen sowie die Reinigung der Vorrichtung.

Laserschweißen kann mangelhafte Qualität nicht wie durch Zauberhand beheben Blechfertigung. Die Genauigkeit des vorgelagerten Laserschneiden, die Genauigkeit der CNC-Biegen, und die Wiederholgenauigkeit der Vorrichtung bestimmt zusammen mit diesen Faktoren die endgültige Schweißausbeute. Bei einer ungleichmäßigen Passung schweißt der Laser durchweg nur Luft.

Festlegen des Prozessfensters für das Laserschweißen von Aluminium

Ein stabiler Aluminium-Laserschweißprozess erfordert eine strenge Kontrolle der Oberflächenvorbereitung, der Strahldynamik, des Schutzgases und der Zuführung des Schweißdrahts. Diese Variablen müssen in der Fertigung nacheinander eingestellt werden, um reproduzierbare Ergebnisse zu gewährleisten.

Ablauf der Oberflächenreinigung und Oxidentfernung

Beim Aluminiumschweißen gibt es keinerlei Toleranz gegenüber Verunreinigungen. Die Vorbereitung der Oberfläche erfordert eine strikte Reihenfolge der Arbeitsschritte, um zu verhindern, dass Verunreinigungen in das Grundmetall eingebettet werden.

Materialprüfung → Entfettung → Oxidentfernung → Ausrichten → Schweißen

• Bestimmen Sie die jeweilige Aluminiumlegierung, deren Härtegrad sowie eventuell vorhandene Schutzfolien (z. B. PVC-Laserfolie).
• Verwenden Sie ein geeignetes Lösungsmittel, um Schneidflüssigkeiten, Umformöle, Klebstoffe und Feuchtigkeit zu entfernen.
• Erst nach der Entfettung darf die feuerfeste Oxidschicht mit einer dafür vorgesehenen Edelstahl-Drahtbürste, einem Schabewerkzeug oder einem zugelassenen chemischen Ätzmittel entfernt werden.
• Technik-Regel: Wenden Sie vor der chemischen Entfettung niemals mechanische Abrasion an. Durch das Bürsten einer öligen Oberfläche wird die Verunreinigung verteilt und in Mikrokratzer eingedrückt, wodurch sie sich kaum noch entfernen lässt und Porosität entsteht.
• Reinigungswerkzeuge dürfen ausschließlich für Aluminium verwendet werden; eine Kreuzkontamination durch Bürsten aus Kohlenstoffstahl würde die Schweißnaht zerstören.
• Nach der Reinigung dürfen die Teile nicht mit bloßen Händen, schmutzigen Handschuhen oder verunreinigten Werkbänken in Berührung kommen.
• Auch der Schweißdraht muss sauber und trocken gehalten und in einer klimatisierten Umgebung gelagert werden.
• Achten Sie auf den zeitlichen Abstand zwischen Reinigung und Schweißen. Aluminium oxidiert schnell; Teile, die über Nacht liegen bleiben, müssen in der Regel erneut gereinigt werden.

Prozessfenster und Schwankungsdynamik des Strahls

Beim Laserschweißen werden im Allgemeinen zwei Modi unterschieden. Der Leitungsmodus führt zu einer geringen Einbringtiefe und einem glatten Oberflächenprofil. Im Schlüssellochmodus lassen sich hohe Seitenverhältnisse (tiefe Einbringtiefe) erzielen; wenn das Schlüsselloch jedoch zusammenbricht, werden Gase eingeschlossen und es kommt zu starken Spritzern.

Das Prozessfenster hängt vom Zusammenspiel mehrerer Parameter ab:

• Die Laserleistung und die Verfahrgeschwindigkeit bestimmen gemeinsam die Wärmezufuhr pro Längeneinheit.
• Die Fokusposition und die Spotgröße bestimmen die Energiedichte an der Werkstückoberfläche.
• Die Strahlform und der Strahlmodus beeinflussen die Stabilität des Schmelzbades.
• Die Amplitude und Frequenz der Strahlschwankung (Oszillation) beeinflussen die Schweißbreite und das Einbrichprofil.
• Zwar erhöht das Wackeln die Spalttoleranz bei Blechbaugruppen, doch führt eine zu große Wackelbreite zu einer Verringerung der effektiven Energiedichte, wodurch die Eindringtiefe abnimmt.
• Wackelfunktionen können stabiles Laserschneiden und eine konsistente Werkstückspannung nicht ersetzen.
• Start- und Endpunkte erfordern eine gezielte Leistungsansteigerung (Ein- und Ausblenden), um die Bildung von Kratern und anfängliche Spritzer zu verhindern.
• Bei Verwendung der automatischen Nahtverfolgung muss die Sensorauflösung der erforderlichen Positioniergenauigkeit des Brennpunkts entsprechen.

Prüfung der Produktionsvariablen: Das Prozessfenster verschiebt sich, wenn das Schutzglas durch Spritzer verschmutzt wird. Eine verschmutzte Linse absorbiert Laserenergie, was zu einem thermischen Linseneffekt (einer thermischen Verschiebung des Brennpunkts) führt und die Leistung am Werkstück verringert. Tauschen Sie die Schutzlinsen proaktiv entsprechend der Betriebszeit aus und warten Sie nicht, bis ein Schweißvorgang fehlschlägt.

(Hinweis: Allgemeine Parametertabellen sind ohne Kontext nutzlos. Für jeden Parametersatz müssen die Legierung, die Härte, die Dicke, die Fugenart, die Spotgröße, die Fokusposition, das Schwingmuster, die Drahtvorschubgeschwindigkeit, der Gasdurchfluss und die gewünschte Eindringtiefe angegeben werden.)

Zufuhr von Schutzgas und Schweißzusatzwerkstoff

Das Schutzgas schützt das Schmelzbad und beeinflusst die Strahldurchlässigkeit.

• Argon ist die Standardwahl, aber nicht die einzige Option. Helium oder Argon-Helium-Gemische werden häufig bei Anwendungen mit tiefem Schlüsselloch und dickeren Querschnitten eingesetzt, um die Wärmezufuhr zu erhöhen und die Plasmabildung zu unterdrücken.
• Die Gasreinheit, der Taupunkt und der Feuchtigkeitsgehalt in den Versorgungsleitungen müssen streng überwacht werden.
• Ein geringer Gasdurchfluss führt zu einer Verunreinigung durch die Umgebungsluft. Ein hoher Gasdurchfluss erzeugt Turbulenzen, die den umgebenden Sauerstoff in das Schweißbad ziehen.
• Der Düsenwinkel, der Abstand und die Position relativ zum Strahl müssen entsprechend der Durchflussrate angepasst werden.
• Bei Vollschmelzverbindungen ist in der Regel eine Rückseitenabschirmung oder eine gerillte Stützleiste erforderlich, um die Wurzelnaht zu schützen.

Die Zuführung des Schweißdrahts muss mechanisch und thermisch stabil sein:

• Durch den Kaltdrahtvorschub wird Metallvolumen hinzugefügt und die Zusammensetzung der Schweißnaht angepasst.
• Die Heißdrahtzuführung erhöht die Abscheideeffizienz, erfordert jedoch eine komplexe Synchronisation mit dem Lasersystem.
• Drahtdurchmesser und Vorschubgeschwindigkeit müssen auf das Volumen des Schmelzbades abgestimmt sein.
• Der Draht muss stets an der Vorderkante des Schweißbads eintreten. Weicht der Draht vom Schweißbad ab, führt dies zu unvollständiger Verschmelzung, starker Spritzbildung oder einer ungleichmäßigen Verteilung der chemischen Zusammensetzung.

Anforderungen an die Lasersicherheit: Das Laserschweißen der Klasse 4 erfordert strenge Sicherheitsvorschriften. Im Gegensatz zum hellen Lichtbogen beim WIG-Schweißen ist die Wellenlänge von 1064 nm eines Faserlasers für das menschliche Auge unsichtbar und wird direkt auf die Netzhaut fokussiert, was zu sofortiger, irreversibler Erblindung führt. Lichtdichte Gehäuse, Türsicherheitsverriegelungen und auf die spezifische Wellenlänge abgestimmte Schutzbrillen mit OD-Zertifizierung sind zwingend vorgeschrieben. Die Betriebe müssen Brandrisiken kontrollieren, eine aktive Absauganlage für giftigen Aluminiumstaub und Ozon installieren und Standardarbeitsanweisungen (SOPs) mit dokumentierter Bedienerschulung durchsetzen.

Häufige Fehler beim Laserschweißen von Aluminium und deren Ursachen

Die Sichtprüfung ist nur der erste Schritt. Zur Fehlerbehebung bei Aluminiumfehlern muss der Fehlermodus mit der Materialchemie, der Oberflächenvorbereitung, der Passform oder den optischen Parametern in Verbindung gebracht werden.

Porosität und Keyhole-Instabilität

Porosität in Aluminium hat im Allgemeinen zwei unterschiedliche Ursachen: Wasserstoffverunreinigungen und Prozessinstabilität.

Verunreinigungen und Wasserstoffquellen:

• Öl, Feuchtigkeit oder Klebstoffrückstände auf dem Grundmetall oder dem Schweißdraht.
• Dicke, mit Feuchtigkeit gesättigte Oxidschichten oder Schlacke an lasergeschnittenen Kanten.
• In Schutzgasleitungen eingeschlossene Feuchtigkeit oder die Verwendung von Gas mit geringer Reinheit.
• Zu lange Wartezeiten zwischen Reinigungs- und Schweißvorgang.
• In den Grundwerkstoffen aus Aluminiumguss vorhandene inhärente Hohlräume.

Schlüsselloch- und Prozessquellen:

• Wiederholtes Zusammenfallen des Schlüssellochs beim Tiefschweißen.
• Turbulente Strömung im Schmelzbad.
• Nicht übereinstimmende Verfahrgeschwindigkeit, Fokusposition oder Strahlform.
• Schnelle Erstarrungsgeschwindigkeiten, bei denen Gasblasen nicht genügend Zeit haben, aus dem Schmelzbad zu entweichen.

Bei einer Sichtprüfung lassen sich innere Porositäten nicht erkennen. Je nach Funktion des Bauteils sind für die Validierung Querschnitte, Röntgenaufnahmen, CT-Scans oder Dichtheitsprüfungen erforderlich.

Heißrisse und unvollständiges Schmelzen

Diese beiden Mängel sehen unterschiedlich aus und erfordern völlig unterschiedliche Abhilfemaßnahmen.

Beim Heißriss (Erstarrungsriss) treten typischerweise folgende Phänomene auf:

• Die spezifische chemische Zusammensetzung des Grundmetalls und des Schweißdrahts.
• Der große Erstarrungstemperaturbereich bestimmter Legierungen (wie z. B. der 6xxx-Reihe).
• Falsche Wahl des Schweißdrahts.
• Übermäßige mechanische Einschränkung durch starre Befestigung.
• Mangelhaftes Schweißnahtprofil (z. B. stark konkav) oder unzureichende Leistungsanstiegskurve am Krater.

Zu einer unvollständigen Fusion gehören typischerweise:

• Der Laserstrahl weicht physikalisch von der Nahtmitte ab.
• Unzureichende Wärmezufuhr oder zu geringe Eindringtiefe.
• Abweichungen in der Spaltbreite oder Kantenversatz entlang der Naht.
• Uneinheitliche Qualität der Schnittkante, wodurch der Strahl reflektiert oder gestreut wird.
• Falsche Positionierung der Drahtzuführung oder zu große Schwankungsbreite.
• Mangelhafte Kontrolle an den Start-/Stopp-Anschlussstellen.

Expertentipp: Versuchen Sie nicht automatisch, eine unvollständige Verschmelzung durch „Erhöhung der Laserleistung“ zu beheben. Eine höhere Leistung kann zwar zu einer tieferen Eindringtiefe führen, gleichzeitig aber auch ein Durchbrennen, starke Spritzer oder eine unnötige Vergrößerung der geschwächten Wärmeeinflusszone (HAZ) verursachen. Überprüfen Sie daher zunächst die Strahlausrichtung und die Fokusposition.

Ruß, Durchbrennen, Unterschnitt und Verformung

Achten Sie bei der Überprüfung des äußeren Wulstprofils und des umgebenden Bereichs auf folgende Anzeichen:

• Schwarzer Ruß oder dunkle Ablagerungen sind häufig auf Verunreinigungen, verdampftes Magnesium oder eine unzureichende Schutzgasabdeckung zurückzuführen.
• Gasdurchfluss prüfen – zu hohe Durchflussraten führen zu Turbulenzen, durch die Luft in den Schutzgasraum gesaugt wird, wodurch die Schweißnaht schwarz wird.
• Ein Durchbrennen tritt auf, wenn die Leistung zu hoch oder die Vorschubgeschwindigkeit für die Blechdicke zu langsam ist.
• Ein plötzlicher Anstieg des Fugenspaltes führt häufig dazu, dass das Schweißbad absinkt, was zu einer Hinterschneidung oder einer Unterfüllung führt.
• Die Fokusposition und die Wackel-Einstellungen bestimmen direkt die endgültige Konvexität oder Konkavität des Schweißprofils.
• Dünne Matratzen ohne ausreichende Stützkraft im Rückenbereich verziehen sich schnell.
• Die Schweißreihenfolge bestimmt die kumulierte Maßzunahme.
• Wiederholte Nachbearbeitungen oder Schweißreparaturen führen zu lokaler Erwärmung und einer Materialverdünnung, wodurch das Bauteil oft unbrauchbar wird.

Rußidentifizierung für die 5xxx-Serie: Verwechseln Sie Magnesiumdampfruß nicht mit einer unzureichenden Schutzgasabdeckung. Magnesium siedet bei einer niedrigeren Temperatur als Aluminium schmilzt und hinterlässt oft einen schwarzen, pulverförmigen Ruß neben einer einwandfreien Schweißnaht. Lässt sich der Ruß einfach mit einem Lappen abwischen, sodass glänzendes Metall zum Vorschein kommt, ist die Schutzgasabdeckung in Ordnung. Ist die Schweißnaht selbst dunkel und porös, hat die Gasabdeckung versagt.

Leitfaden zur Fehlerbehebung bei Aluminiumfehlern

Schlussfolgerung

Für ein stabiles Aluminium-Laserschweißen ist mehr als nur die Laserleistung entscheidend. Legierungssorte, Härtegrad, Schweißdraht, Fugenausführung, Oberflächenvorbereitung, Werkstückspannung, Prozessparameter und Abnahmeanforderungen müssen als ein Gesamtsystem gesteuert werden.

Sind Sie bereit, Ihr nächstes Projekt zu optimieren? Senden Sie TZR Angaben zu Ihrer Aluminiumlegierung, dem Härtegrad, der Blechdicke, der Fugenzeichnung, den Schweißanforderungen und dem Produktionsvolumen. Unsere Ingenieure können die Konstruktion prüfen und einen praktikablen Plan für Schweißarbeiten, Spannvorrichtungen und Prüfungen empfehlen.