Schmelzschweißen: Andere Schmelzschweißverfahren als Lichtbogenschweißen

Laserschweißen

Das Laserschweißen ist ein Verfahren, bei dem das Licht von Frequenzen mit hohem Richtfaktor und hoher Konvergenz mit einer Linse gebündelt und Laserstrahlen mit sehr hoher Energiedichte als Wärmequelle verwendet werden. Das Verfahren ermöglicht eine im Vergleich zur Tiefe relativ geringe Einbrandtiefe. Diese Technik unter Nutzung des Richtfaktors und der Konvergenz eines Laserstrahls wird auch zum Schweißen im Tailored-Blank-Verfahren (TB-Verfahren) sowie zum Schneiden oder Bearbeiten dünner Bleche eingesetzt.

Das Laserschweißen kann je nach der zur Erzeugung des Lichts, das als Schweißenergie dient, eingesetzten Methode, allgemein in zwei Arten unterteilt werden. Beim Gaslaserschweißen wird Kohlendioxid (CO2) oder andere Gase zur Erzeugung von Licht verwendet (Beispiel: CO2-Laserschweißen). Beim YAG-Laserschweißen werden für Festkörperlaser Mineralerze wie Yttrium, Aluminium und Granat verwendet.

Gas-Laser
Gas-Laser
Festkörperlaser
Festkörperlaser

Elektronenstrahlschweißen

Das Elektronenstrahlschweißen nutzt die Wärme, die entsteht, wenn ein Elektronenstrahl im Vakuum erzeugt wird. Wenn eine Kathode im Vakuum durch Filamente erwärmt wird, emittiert sie Elektronen. Die emittierten Elektronen werden durch Spannung beschleunigt und durch eine elektromagnetische Spule konvergiert und erzeugen beim Auftreffen auf den Grundwerkstoff eine hohe Wärmeenergie. Das Elektronenstrahlschweißen nutzt diese Wärme zum Schweißen.
Der Strahlpunktdurchmesser von typischen Elektronenstrahlschweißmaschinen beträgt ca. 0,2 mm. Die Energiedichte des Elektronenstrahls ist etwa 1.000 mal höher als bei einem Lichtbogen. Die Wärmeeinwirkung auf den Bereich um die Schweißnaht ist gering, was ein Schweißen mit weniger Verzug ermöglicht. Die Steuerung der Leistung des Elektronenstrahls ermöglicht die Einstellung der Eindringtiefe. Dieses Verfahren ist auf eine Vielzahl von Grundwerkstoffen anwendbar, von dicken bis zu dünnen Blechen. Es kann auch zum Schweißen von Metallen mit hohem Schmelzpunkt (z. B. Wolfram) sowie von aktiven Metallen, die beim Schweißen oxidieren könnten (z. B. Titan), verwendet werden.
Mögliche Anwendungen sind Schiffsmantelplatten, Brücken, Lagertanks, Flugzeugteile und elektronische Komponenten.

Bei elektronischen Komponenten wird die Versiegelung von Kristalloszillatoren, die im Vakuum verbunden werden müssen, mit der Elektronenstrahlversiegelung durchgeführt, die die Vakuumlötversiegelung durch Schmelzen des Schweißzusatzes zwischen Metalldeckel und Keramikgehäuse durch die durch den Elektronenstrahl induzierte Wärmeleitung durchführt.

Elektronenstrahlschweißen

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