Probleme mit Faserlaserschweißgeräten, die Sie kennen und beheben sollten

Faserlaserschweißgeräte sind zu einem unverzichtbaren Werkzeug in der modernen Fertigung geworden und ermöglichen präzises und schnelles Schweißen einer Vielzahl von Metallen. Von Automobilteilen und Komponenten für die Luft- und Raumfahrt bis hin zu Elektronik und medizinischen Geräten bieten diese Maschinen eine Effizienz und Genauigkeit, die herkömmliche Schweißmethoden oft nicht erreichen. Trotz ihrer Vorteile Faserlaserschweißgerät sind nicht immun gegen operative Herausforderungen.

Anwender stoßen häufig auf Probleme, die von ungleichmäßiger Schweißqualität bis hin zu Gerätestörungen reichen. Diese können die Produktion unterbrechen und die Wartungskosten erhöhen. Diese Probleme können durch optische Verunreinigungen, Stromschwankungen, unsachgemäße Maschineneinstellung oder sogar einfache Bedienfehler entstehen. Das Verständnis dieser Herausforderungen ist für jeden unerlässlich, der die Leistung und Langlebigkeit seiner Geräte maximieren möchte.

Durch ordnungsgemäße Wartung, rechtzeitige Fehlerbehebung und proaktives Vorgehen können kleinere Probleme verhindern, dass sich daraus kostspielige Ausfallzeiten entwickeln. Durch die frühzeitige Erkennung und Behebung häufiger Probleme können Hersteller eine gleichbleibende Schweißqualität gewährleisten und einen reibungslosen Betrieb sicherstellen.

In diesem Handbuch erklären wir die häufigsten Probleme mit Faserlaserschweißgeräten und wie man sie effektiv behebt.

Probleme mit Faserlaserschweißgeräten, die Sie kennen und beheben sollten

Faserlaserschweißgeräte sind beliebt, da sie einfach zu bedienen und hocheffizient sind und viele Materialien schweißen können. Doch selbst bei diesen fortschrittlichen Schweißgeräten können Probleme auftreten, die die Schweißqualität und Produktivität beeinträchtigen. Dieser Artikel erläutert die häufigsten Probleme mit Faserlaserschweißgeräten und deren Behebung. Wir beschreiben für jedes Problem, was passiert, warum es auftritt und welche Anpassungen oder Wartungsschritte es beheben können.

Schlackenspritzer

Schlackenspritzer entstehen, wenn geschmolzenes Metall aus dem Schweißbad austritt und an der Werkstückoberfläche haften bleibt. Beim Faserlaserschweißen können dadurch Metalltropfen um die Schweißnaht entstehen, die die Festigkeit verringern und das Werkstück rau aussehen lassen. Spritzer entstehen häufig, wenn die Laserleistung zu hoch eingestellt ist oder das Schweißbad zu stark kocht. Sie können auch durch Verunreinigungen ausgelöst werden: Schmutz, Öl oder Oxide auf der Metalloberfläche verdampfen unter dem Laser und verursachen winzige Gasexplosionen im Bad. Darüber hinaus kann ein zu starker Schutzgasstrom das Schweißbad stören und Metalltropfen herausschleudern.

Um Schlackenspritzer zu vermeiden, reduzieren Sie die Laserleistung oder die Schweißgeschwindigkeit, damit das Metall sanfter schmilzt. Reinigen Sie den Schweißbereich vor dem Schweißen gründlich, damit kein Öl oder Rost austritt. Passen Sie außerdem den Schutzgasdruck und die Düsenrichtung so an, dass die Schweißnaht geschützt ist, ohne Tropfen zu versprühen. In der Praxis verringern Bediener häufig die Leistungseinstellung, erhöhen die Vorschubgeschwindigkeit oder reinigen das Werkstück, um übermäßiges Spritzen zu vermeiden.

Die Schweißnaht ist zu hoch

Eine zu hohe Schweißnaht (Wulst) weist auf überschüssiges Füllmetall und ein zu dickes Wulstprofil hin. Dieses Problem entsteht in der Regel durch zu viel Drahtzufuhr oder zu langsame Laserbewegung. Bei einem Faserlaserschweißgerät mit Drahtvorschub häuft sich mehr Material an der Verbindung an, wenn die Drahtvorschubgeschwindigkeit höher als nötig eingestellt oder die Brennergeschwindigkeit zu niedrig ist. Die Wulst wird dann zu breit und erhaben, was nicht nur unansehnlich ist, sondern auch mechanisch bedenklich sein kann.

Um dies zu korrigieren, verlangsamen Sie den Drahtvorschub oder beschleunigen Sie die Schweißbewegung, damit weniger Füllmaterial pro Zoll aufgetragen wird. Bei manchen Maschinen kann zum Ausgleich auch die Laserleistung etwas reduziert werden. Kurz gesagt: Passen Sie die Drahtvorschubgeschwindigkeit an die Schweißgeschwindigkeit an: Ist die Naht zu hoch, reduzieren Sie den Vorschub oder erhöhen Sie die Geschwindigkeit, um eine dünnere Naht zu erzeugen.

Schweißversatz

Ein Schweißversatz (auch Schweißabweichung genannt) entsteht, wenn der Laserstrahl nicht die Mitte der Verbindung trifft. In diesem Fall verbindet die Schweißnaht die beiden Teile nicht richtig, da die Hitze nicht mittig einwirkt. Die Ursache hierfür ist meist eine Fehlausrichtung. Beispielsweise ist die Verbindung möglicherweise nicht exakt rechtwinklig eingespannt oder der Handschweißbrenner ist leicht daneben ausgerichtet. Auch eine nicht aufeinander abgestimmte Ausrichtung von Drahtvorschubspitze und Laserstrahl kann dazu führen. Das Ergebnis ist eine Schweißnaht, die die Verbindung verfehlt oder kalte Seiten aufweist.

Die Lösung besteht darin, die Brennerausrichtung neu zu kalibrieren. Überprüfen Sie die Offset-Einstellungen der Maschine und justieren Sie den Laserfokus so, dass der Strahl auf der Verbindung zentriert ist. Stellen Sie sicher, dass Drahtvorschub und Laserkopf richtig ausgerichtet sind. Sollten sie locker oder verdreht sein, setzen Sie sie neu ein. Bei vielen Systemen können Sie Offset und Schwenkwinkel im Steuerungsmenü feinjustieren. Stellen Sie einfach sicher, dass Faserlaserpistole und Drahtvorschub gerade auf das Ziel ausgerichtet sind. Nach der Korrektur der Positionierung verfestigt sich die Schweißnaht wieder in der Mitte der Verbindung.

Die Farbe der Schweißnaht ist zu dunkel

Wenn die Schweißnaht sehr dunkel oder verfärbt aussieht, deutet dies meist auf ein Problem mit der Wärmezufuhr oder der Abschirmung hin. Bei Faserlaserschweißgeräten für Edelstahl, Aluminium oder andere Legierungen bedeutet eine zu dunkle Schweißnaht, dass die Metalloberfläche oxidiert oder verbrannt ist. Häufige Ursachen sind unzureichende Laserleistung oder zu hohe Vorschubgeschwindigkeit. Bei zu geringer Leistung schmilzt das Metall nicht vollständig oder das Oberflächenoxid „brennt ab“, sodass ein dunkler Rückstand zurückbleibt.

Umgekehrt kann eine zu schnelle Brennerbewegung zu mehr Metall in der Verbindung führen und eine saubere, glänzende Schweißnaht verhindern. Um eine dunkle Schweißnaht zu beheben, erhöhen Sie die Laserleistung, sodass das Material vollständig durchdrungen und vom Strahl gereinigt wird. Alternativ können Sie die Schweißgeschwindigkeit verringern, damit der Laser mehr Zeit hat, das Material gleichmäßig zu schmelzen. Durch diese Einstellungen wird die Schweißnahtfarbe in der Regel gleichmäßiger und glänzender. Ein geeignetes Schutzgas (z. B. Argon für Edelstahl) trägt ebenfalls dazu bei, die Oberfläche glänzend zu halten, indem es Oxidation verhindert.

Ungleichmäßige Eckschweißbildung

Beim Schweißen von Ecken oder T-Verbindungen mit einem Faserlaserschweißgerät kann die Schweißnaht ungleichmäßig werden, wenn Winkel oder Technik nicht stimmen. Dies passiert häufig an Innen- oder Außenecken, wenn der Bediener die Brennerposition oder -geschwindigkeit nicht richtig einstellt. Beispielsweise kann beim Umfahren einer Ecke die Brennerhaltung dazu führen, dass eine Seite der Verbindung mehr Energie abbekommt als die andere.

Das Ergebnis ist eine Schweißecke mit stärkeren Ablagerungen auf einer Seite, was die Festigkeit mindert und die Ecke ungleichmäßig aussehen lässt. Die Lösung besteht darin, den Schweißwinkel und den Fokus für Eckarbeiten zu ändern. Bei vielen Systemen lässt sich der Fokusversatz anpassen, sodass der Laserstrahl die Verbindung seitlich erreichen kann. Der Schweißer sollte den Brenner in die Ecke neigen, anstatt gerade hineinzuschweißen. Manche Bediener bremsen auch beim Anfang oder Ende einer Ecke etwas ab, damit das Metall die Ecke füllt. In der Praxis ermöglicht die Anpassung des Fokusversatzes und des Pfads dem Faserlaserkopf, von der Seite zu schweißen, wodurch eine gleichmäßigere Rundung um die Ecke entsteht.

Schweißbeule

Eine Schweißnahtvertiefung entsteht, wenn das Schweißgut an einer Naht unter die Oberfläche sinkt. Anders ausgedrückt: Die Schweißnaht weist statt einer glatten Kehle eine Delle oder Vertiefung auf. Bei Faserlaserschweißgeräten wird dies häufig durch zu hohe Leistung oder einen zu tiefen Fokus verursacht. Ist die Laserleistung zu hoch oder wird der Fokus zu nah am Werkstück gerichtet, kann ein sehr tiefes, schmales Loch entstehen. Das umgebende Material schmilzt dann weiter ab, wodurch die Nahtmitte zu stark durchdrungen wird und nach innen einfällt.

Die Lösung besteht darin, die Leistung zu reduzieren oder den Fokuspunkt zu verschieben. Durch die Verringerung der Laserleistung wird das Schmelzbad flacher, sodass es nicht so tief einbrennt. Ebenso kann ein leichtes Anheben des Fokus (so dass er über der Oberfläche liegt) ein zu tiefes Loch verhindern. Kurz gesagt: Passen Sie die Leistungs- und Fokuseinstellungen im Bedienfeld an. Eine moderate Leistung und die richtige Fokusposition füllen die Verbindung gleichmäßiger und vermeiden so das Erscheinungsbild einer eingesunkenen Schweißnaht.

Ungleichmäßige Dicke der Schweißnaht

Wenn die Schweißraupendicke über die Länge variiert – mal dünn, mal dick – deutet dies meist auf instabile Schweißparameter oder -geräte hin. Häufige Ursachen sind Schwankungen der Laserleistung, ungleichmäßige Drahtzufuhr oder zeitweise Schmelzpausen. Beispielsweise kann die Leistung bei unzureichender Laserkühlung während des Schweißens einbrechen und sich wieder erholen. Oder wenn der Drahtvorschub kurzzeitig blockiert, schrumpft die Schweißraupe und quillt anschließend auf. Um dies zu beheben, stellen Sie zunächst sicher, dass Stromversorgung und Kühlung der Maschine stabil und innerhalb der Spezifikationen sind. Überprüfen Sie, ob die Spannung am Laser konstant und das Umlaufwasser sauber ist.

Überprüfen Sie den Drahtvorschubmechanismus: Stellen Sie sicher, dass Drahtspannung und Führungsrohr gleichmäßig sind und sich die Spule frei bewegt. Laserstrahl und Drahtvorschub müssen zuverlässig und gleichmäßig sein. Wenn diese Systeme überprüft und lose Verbindungen nachgezogen werden, normalisiert sich die Schweißnahtdicke. (Achten Sie außerdem auf sauberes Metall, da eine ungleichmäßige Oberflächenbeschichtung die Schmelzrate vorübergehend verändern kann.) Durch die Vermeidung von Werkzeug- oder Parameterspitzen behält die Schweißnaht eine gleichmäßige Breite.

An den Schweißnähten entstehen Riefen

Riefen (oder „Beißkanten“) an einer Schweißnaht bedeuten, dass die Schweißnaht nicht gut mit der Kante des Grundmetalls verschmolzen ist. Anstelle eines glatten Übergangs gibt es einen Kanal oder Hinterschnitt. In Faserlaserschweißgerät Dies geschieht typischerweise, wenn die Verbindung zu schnell verläuft oder nicht genügend Fülldraht vorhanden ist. Eine sehr hohe Geschwindigkeit kann dazu führen, dass sich das Schmelzbad so schnell vorwärts bewegt, dass es die Verbindungskanten nicht richtig ausfüllt. Das Ergebnis ist eine schmale, unterfüllte Naht mit Rillen an den Seiten. Eine weitere Ursache ist ein Spalt in der Verbindung: Wenn die Teile nicht fest sitzen oder zu wenig Fülldraht für einen Spalt vorhanden ist, wird die Schweißnaht den Spalt nicht vollständig überbrücken.

Um Riefenbildung zu beheben, verringern Sie die Schweißgeschwindigkeit, damit das Schmelzbad Zeit hat, in die Kanten zu fließen, und stellen Sie sicher, dass genügend Leistung vorhanden ist, um vollständig einzudringen. Passen Sie außerdem den Drahtvorschub an oder fügen Sie zusätzliches Füllmaterial hinzu, um eventuelle Lücken zu füllen. In der Praxis stellen Bediener Leistung und Geschwindigkeit häufig basierend auf der Materialstärke und der gewünschten Schweißnahtgröße ein und füllen anschließend verbleibende Riefen manuell auf. Durch sorgfältige Anpassung der Schweißparameter an die Fugengeometrie kann der Faserlaser eine glatte, riefenfreie Naht erzeugen.