So optimieren Sie die Laserschweißgeschwindigkeit für beste Ergebnisse (Vollständiger Leitfaden)

Die Schweißgeschwindigkeit ist einer der Schlüsselfaktoren für die Qualität des Laserschweißens. Wird sie nicht korrekt eingestellt, können Probleme wie unzureichender Einbrand, Poren, schwarze Flecken, instabile Schweißnähte oder lose Verbindungen auftreten. Mit diesem Leitfaden erfahren Sie, wie Sie den optimalen Geschwindigkeitsbereich für Ihre Anwendung ermitteln.

Was die Laserschweißgeschwindigkeit tatsächlich beeinflusst

Die Schweißgeschwindigkeit des Lasers bestimmt, wie lange der Laser auf der Metalloberfläche verbleibt. Eine geringere Geschwindigkeit führt zu einer höheren Wärmeaufnahme durch das Metall, eine höhere Geschwindigkeit zu einem geringeren Wärmeeintrag.

Geschwindigkeitseffekte:

• Eindringtiefe
  
• Schweißnahtbreite und -höhe
  
• Wärmeeinflusszone (WEZ)
  
• Oberflächenoxidation und schwarze Flecken
  
• Stabilität des Schmelzbades

Bei der Einstellung der Laserschweißgeschwindigkeit ist die präzise Steuerung der Wärmezufuhr entscheidend. Bei Werkstoffen wie Aluminium, die sehr temperaturempfindlich sind, beeinträchtigt sowohl zu viel als auch zu wenig Wärme das Schweißergebnis.

Wie die Schweißgeschwindigkeit die Schweißqualität beeinflusst

Die Laserschweißgeschwindigkeit hat einen signifikanten Einfluss auf die Festigkeit, das Aussehen, den Erwärmungszustand und die Gesamtstabilität der Schweißnaht. Bereits geringfügige Änderungen der Geschwindigkeit führen zu entsprechenden Veränderungen der Schmelzbadtiefe, der Schweißnahtform und des Oxidationsgrades an der Oberfläche.

1. Eindringtiefe

Die Geschwindigkeit bestimmt, wie tief die Laserenergie eindringen kann.

• Zu langsam → übermäßige Penetration, Schlüssellochkollaps, Durchbrennen
  
• Zu schnell → unvollständige Durchdringung, schwache Fusion

2. Aussehen der Schweißnaht

Die Geschwindigkeit beeinflusst die Breite und Symmetrie der Naht.

• Niedrige Geschwindigkeit → zu breite Perle, raue Textur
  
• Hohe Geschwindigkeit → schmale, ungleichmäßige Naht

3. Wärmeeinflusszone (HAZ)

Niedrige Geschwindigkeiten erzeugen eine größere Wärmeeinflusszone, was zu Verfärbungen und Verzerrungen führt.

Hohe Geschwindigkeiten minimieren die Wärmeeinflusszone, erfordern aber eine ausgezeichnete Gasstabilität.

4. Oxidation und schwarze Flecken

Hohe Geschwindigkeiten führen oft zu einer Schwärzung, wenn das Gas das Schmelzbad nicht richtig bedecken kann.

Nur durch die Abstimmung von Geschwindigkeit, Leistung, Gasdurchfluss und Werkstoffart lässt sich ein saubereres und besser kontrollierbares Schweißergebnis erzielen. Bereits geringfügige Änderungen der Geschwindigkeit beeinflussen die Schmelzbadtiefe, die Schweißnahtform und den Grad der Oberflächenoxidation.

Anzeichen dafür, dass Ihre Schweißgeschwindigkeit zu langsam ist

Ist die Laserschweißgeschwindigkeit zu gering, absorbiert das Schmelzbad übermäßig viel Wärme, was zu deutlichen Defekten führen kann. Durch frühzeitiges Erkennen dieser Anzeichen lässt sich die Verformung des Werkstücks vermeiden und ein stabiles Ergebnis beim Faserlaserschweißen gewährleisten.

• Übermäßiges Schmelzen
  
• Durchbrennen bei dünnem Blech
  
• Großer, übermäßig breiter Schmelzsee
  
• Extreme Verfärbung
  
• Verformungs- oder Senkschweißungen
  
• Wärmestau entlang der Naht

Wenn Sie bei niedrigen Geschwindigkeiten mit Überhitzung zu kämpfen haben, kann eine Feinabstimmung Ihrer Parameter zur Stabilisierung der Schweißnaht beitragen, und Techniken aus „ Wie man die Festigkeit und Qualität des Laserschweißens verbessert“ können Ihnen zu saubereren und kontrollierteren Ergebnissen verhelfen.

Anzeichen dafür, dass Ihre Schweißgeschwindigkeit zu hoch ist

Ist die Geschwindigkeit zu hoch, hat der Laser nicht genügend Zeit, an der Verbindungsstelle zu verweilen, und das Schmelzbad kann sich nicht stabil ausbilden. Dies führt zu losen Schweißnähten, ungleichmäßigen Schweißnähten und verschiedenen Oberflächenfehlern, was letztendlich die Festigkeit der Schweißnaht beeinträchtigt.

• Flache Penetration
  
• Beschädigte oder unvollständige Naht
  
• Porosität durch instabile Schlüssellöcher
  
• Schweißnähte mit geringer Festigkeit
  
• Schwarze Flecken aufgrund unzureichenden Gasschutzes
  
• Schmale, scharfe Perlenoptik

Das Problem ungleichmäßiger Spaltbreite und Einbrandtiefe wird häufig durch eine zu hohe Laserschweißgeschwindigkeit verursacht. Durch eine entsprechende Reduzierung der Vorschubgeschwindigkeit oder eine leichte Erhöhung der Energiezufuhr kann die Schweißnaht in der Regel wieder ihre normale Formgebung erreichen.

Mehr dazu: Warum Laserschweißen fehlschlägt: 20 häufige Qualitätsprobleme.

Wie man die ideale Schweißgeschwindigkeit eines Laserschweißgeräts ermittelt

Um die optimale Laserschweißgeschwindigkeit zu ermitteln, müssen mehrere Faktoren gleichzeitig kontrolliert werden. Sie können den für Sie geeigneten Geschwindigkeitsbereich mithilfe der folgenden Methoden bestimmen:

Schritt 1: Materialart und Dicke bestimmen

• Dünner Stahl (<1 mm) erfordert eine hohe Schnittgeschwindigkeit, um eine Überhitzung zu vermeiden.
  
• Dickes Stahlblech (2–4 mm) verträgt niedrigere Drehzahlen.
  
• Aluminium benötigt aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit eine mittlere bis hohe Drehzahl.
  
• Kupfer erfordert hohe Geschwindigkeit und hohe Energiedichte
  

Schritt 2: Beginnen Sie mit den empfohlenen Geschwindigkeitsbereichen

Um die optimale Laserschweißgeschwindigkeit zu ermitteln, müssen mehrere Faktoren gleichzeitig kontrolliert werden. Sie können den für Sie geeigneten Geschwindigkeitsbereich mithilfe der folgenden Methoden bestimmen:

Material	Materialstärke	Empfohlene Geschwindigkeit
Edelstahl	1mm	600–1200 mm/min
Aluminium	1mm	1000–1600 mm/min
Kohlenstoffstahl	2mm	400–800 mm/min
Kupfer	1mm	800–1500 mm/min

Bei bestimmten Metallen kann man sich ansehen, wie sich unterschiedliche Legierungen unter Wärmeeinwirkung verhalten, indem man sich anschaut, wie unterschiedliche Metalle auf das Faserlaserschweißen reagieren . Dies hilft dabei, die richtigen Einstellungen für jedes Material auszuwählen.

Schritt 3: Stabilität des Schmelzbades beobachten

Das Schmelzbad zeigt, ob die Geschwindigkeitsangabe korrekt ist:

• Stabile, runde Schmelze → gut
  
• Schmelzbad schüttelt sich → Geschwindigkeit zu hoch
  
• Schmelzbecken läuft über → Geschwindigkeit zu langsam

Schritt 4: Penetrationsqualität prüfen

Verwenden Sie Penetrationstests wie:

• Rückseitenfusionsprüfung
  
• Lichtdurchlässigkeitsprüfung
  
• Schnittinspektion

Unvollständige Penetration bedeutet in der Regel, dass die Geschwindigkeit zu hoch oder die Leistung zu gering ist.

Schritt 5: Geschwindigkeit und Laserleistung aufeinander abstimmen

Höhere Leistung ermöglicht höhere Schweißgeschwindigkeiten, während niedrigere Leistung einen langsameren Vorschub erfordert, um eine optimale Verschmelzung zu gewährleisten. Das richtige Gleichgewicht zu finden ist entscheidend, und die Prinzipien im Leistungsleitfaden für Laserschweißgeräte helfen Ihnen dabei, Leistung und Geschwindigkeit für verschiedene Materialien präziser abzustimmen.

Wie man die Laserschweißgeschwindigkeit für verschiedene Metalle anpasst

Unterschiedliche Metalle reagieren beim Faserlaserschweißen unterschiedlich. Kenntnisse über die Eigenschaften der einzelnen Materialien helfen dabei, den optimalen Geschwindigkeitsbereich zu bestimmen und somit ein stabileres Schweißergebnis zu erzielen.

Edelstahl

• Breiter Drehzahltoleranzbereich
  
• Zu langsam → Verfärbung
  
• Zu schnell → schmale, schwache Schweißnaht

Aluminium

• Hochgradig hitzeempfindlich
  
• Benötigt mittlere bis hohe Geschwindigkeit
  
• Mangelhafte Geschwindigkeitskontrolle führt zu Einsturz oder unzureichender Durchdringung.

Eine bessere Konsistenz lässt sich durch Anwendung von Techniken erzielen, die beim Laserschweißen von Aluminium zum Einsatz kommen , insbesondere bei dünnen Blechen oder reflektierenden Oberflächen.

Kohlenstoffstahl

• Überhitzt leicht, wenn die Geschwindigkeit zu gering ist.
  
• Besser ist es, mit ausreichender Leistung etwas schneller zu schweißen.

Kupfer

• Reflektierend und leitfähig
  
• Erfordert höhere Geschwindigkeit und höhere Leistung
  
• Die Gasstabilität ist von entscheidender Bedeutung.

Da verschiedene Metalle unterschiedlich auf Hitze reagieren, ist es sehr wichtig, die Schweißgeschwindigkeit an die Materialeigenschaften anzupassen. 

Wie der Gasfluss die Schweißgeschwindigkeit einer Laserschweißmaschine beeinflusst

Bei höheren Schweißgeschwindigkeiten kühlt das Schmelzbad sehr schnell ab. Daher ist ein stabilerer und ausreichenderer Gasschutz erforderlich, um Oxidation und Porenbildung zu verhindern. Die Gasstabilität hängt ab von:

• Düsentyp
  
• Gasflussgeschwindigkeit
  
• Arbeitsabstand
  
• Brennerwinkel

Empfohlene Geschwindigkeitseinstellungen für verschiedene Leistungsstufen

Die Schweißgeschwindigkeit wird direkt von der Laserleistung beeinflusst. Das Verständnis des Geräteverhaltens bei unterschiedlichen Leistungsstufen hilft Ihnen, den geeigneten Geschwindigkeitsbereich zu bestimmen:

• 1000-W-LaserschweißgerätAm besten geeignet für dünne Materialien; die Schweißgeschwindigkeit sollte innerhalb der Schmelzfähigkeit des Metalls bleiben, um einen ordnungsgemäßen Einbrand zu gewährleisten.
  
• 1500-W-LaserschweißgerätAusgewogene Leistung, geeignet für Werkstoffe mit einer Stärke von 1–3 mm. Beispiel: 1 mm Edelstahl bei 800–1200 mm/min.
  
• 2000-W-LaserschweißgerätHöhere Toleranz gegenüber höheren Drehzahlen. Besser geeignet für Arbeiten mit tieferem Eindringen.

Tipps zur Anpassung der Laserschweißgeschwindigkeit

Schon eine geringfügige Anpassung der Schweißgeschwindigkeit bewirkt einen deutlichen Unterschied im Schweißergebnis. Die folgenden einfachen und praktischen Tipps helfen Ihnen, schnell die optimale Einstellung der Schweißgeschwindigkeit zu finden:

✔ Zuerst an einem Altmetall testen
✔ Geschwindigkeit schrittweise erhöhen oder verringern
✔ Halten Sie den Arbeitsabstand konstant
✔ Optik und Düsen sauber halten
✔ Gleichmäßige Brennerbewegung sicherstellen
✔ Verwenden Sie den Wackelmodus für ein stabiles Schmelzbad
✔ Erfolgreiche Parameteraufzeichnung

Fazit

Die Schweißgeschwindigkeit ist ein entscheidender Parameter beim Laserschweißen. Kennt man den Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit, Leistung, Gasdurchfluss, Fokusposition und Materialart, lassen sich saubere, feste und stabile Schweißnähte erzielen. Wenn Sie ein handgeführtes Laserschweißgerät suchen , das bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten eine gleichbleibende Leistung erbringt, empfehlen wir Ihnen die luftgekühlten Faserlaser von Dynalasers. Sie wären eine gute Wahl.