Tiefschweißen

Das Verfahren Tiefschweißen wird häufig in der industriellen Fertigung eingesetzt, insbesondere bei der Bearbeitung von dicken Materialstärken oder mehreren Materialschichten die hohe Festigkeiten und strukturelle Integrität erfordern. Durch den hohen Wirkungsgrad ist es ideal für den Einsatz von Verbundwerkstoffen, insbesondere in der Luft-und Raumfahrt, im Schiffsbau und in der Automobilindustrie, wo unterschiedliche Materialien miteinander verbunden werden müssen, die spezielle Anforderungen an die Schweißnähte stellen. 

Darüber hinaus ist das Tiefschweißen geeignet für Bauteile, die hohen mechanischen Belastungen und dynamischen Belastungsspitzen ausgesetzt sind, da die stabilen und widerstandsfähigen Schweißverbindungen, den hohen Anforderungen standhalten können. 

Aufgrund der hohen Schweißgeschwindigkeit ist der Prozess Tiefschweißen sehr effizient da die Produktionszeiten und somit die Herstellkosten gesenkt werden können. Zudem bietet das Tiefschweißen eine hohe Präzision und geringen Materialverzug, da aufgrund der hohen Schweißgeschwindigkeit, die Wärmeeinflusszone sehr gering ist. 

Wie funktioniert das Tiefschweißen?

Im Vergleich zum Wärmeleitungsschweißen wird mit einer hohen Strahlintensität von etwa 1 MW/cm² das Grundmaterial aufgeschmolzen und eine Metalldampfentwicklung wird erzeugt. Es bildet sich hierdurch eine Dampfkapillare – auch „Keyhole“ (engl. Schlüsselloch) genannt. Eine Dampfkapillare ist ein schlankes, tiefes dampfgefülltes Loch, das von Metallschmelze umgeben ist. Wenn der Laserstrahl über den Fügespalt bewegt wird, bewegt sich auch die Dampfkapillare mit ihm durch den Werkstoff. Die Schmelze umfließt die Kapillare und erstarrt schlussendlich. Hierdurch bildet sich eine schmale, tiefe Schweißnaht mit einem homogenen Gefüge. Die Nahttiefe kann je nach Leistung des Lasers bis zu 25 mm betragen. Als Richtwert gilt, die Nahttiefe ist bis zu 10-mal größer als die Nahtbreite. 

Grenzen des Tiefschweißens: 

Müssen dünne Materialien wie Belche miteinander verschweißt werden, kommt das Tiefschweißen an seine Grenzen. Hier besteht die Gefahr vor Überhitzung und schlussendlich vor Materialdurchbrennen. Das Tiefschweißen ist ebenfalls nicht für das Verbinden von hochpräzisen Bauteilen geeignet.