Lasertechnik zum Härten und Auftragsschweißen an großen Bauteilen

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Da der Laserstrahl jedoch mit der Geschwindigkeit von 100 bis über 1000 mm/min über das Werkstück geführt wird, kühlt der umgebende kalte Grundwerkstoff die erwärmte Zone unmittelbar nach dem Durchfahren des Laserstrahls sehr rasch wieder ab. Durch diese Selbstabschreckung bildet sich hartes Martensitgefüge. Auf diese Weise entstehen bis zu 2 mm dicke, sehr harte Oberflächenzonen, wobei die Zähigkeit im Inneren des Bauteils jedoch erhalten bleibt.

Fünf-Achs-Laserbearbeitungszentrum mit 4 m langer X-Achse

Die 4 m lange X-Achse der Anlage besteht aus einem parallelen Längsschienenpaar im Abstand von 2 m, das in einer Höhe von etwa 2 m aufgeständert ist. Die 2 m Lange Y-Achse wird durch eine beidseits auf diesem Längsschienenpaar gelagerte Brücke gebildet, auf der sich der Werkzeugschlitten bewegt.

Der Werkzeugschlitten wiederum ermöglicht dem Bearbeitungskopf einen senkrechten Verfahrweg von 1 m in Z-Richtung. Zusammen mit den beiden Schwenkachsen am Bearbeitungskopf besitzt die Maschine fünf Achsen. Beide Längsschienen sind auf einer Beschickungsseite um zusätzliche 4 m auf insgesamt 8 m verlängert, so dass der integrierte Brückenkran auf der gesamten Arbeitsfläche zur Beschickung und zum Abtransport von Werkstücken eingesetzt werden kann.

Fasergekoppelter 3-kW-Diodenlaser als Laserquelle

Als Laserquelle dient ein neben der Anlage installierter fasergekoppelter 3-kW-Diodenlaser, ausgerüstet mit einem flexiblen Lichtleiterkabel bis zum Bearbeitungskopf. Das Schweißpulver wird dem Bearbeitungskopf durch eine koaxiale Ringspaltdüse zugeführt, damit lässt sich die Arbeitsrichtung beliebig ändern. Außerdem sorgt die koaxiale Ringspaltdüse für einen homogenen Pulverfokus von nur 0,7 mm Durchmesser.

Wenn erforderlich, lassen sich durch einen Zusatzgasanschluss direkt am Kopf Schutzgase zumischen. Da die für das Schweißen erforderlichen Medien, wie die Wasserkühlung, die Pulverzuführung und die Zuführung des Laserstrahls, innerhalb des Kopfes verlaufen, ist der modular konzipierte Precitec-Bearbeitungskopf YC50 auffallend schlank gebaut. Die Schutzgaskassette, eine Schutzgasüberwachung und die Prozesssensorik mit kontinuierlicher Temperaturmessung sind ebenfalls in den Kopf integriert.

Steuerung regelt Temperatur am Laser-Arbeitspunkt präzise

Die Temperatur am Arbeitspunkt ist ein entscheidender Faktor bei der Laserbearbeitung. Sie wird von der Steuerung auf Basis der kontinuierlichen Temperaturmessung mit einer Genauigkeit von 20 °C geregelt. Fährt der Laserstrahl über eine dünnere Stelle, in die Nähe einer Kante oder einer Bohrung, so registriert das System sofort eine Temperaturerhöhung und fährt die Laserleistung entsprechend zurück.

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