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Schwei\u00dfen Sie noch mit dem Elektronenstrahl oder schon mit dem Laser?Das weltweit erste und einzige Hochvakuum-Laserschwei\u00dfger\u00e4t von KTW Systems<\/p>
Schwei\u00dfen Sie noch mit dem Elektronenstrahl oder schon mit dem Laser?
Das weltweit erste und einzige Hochvakuum-Laserschwei\u00dfger\u00e4t von KTW Systems<\/p>
F\u00fcr besonders sensitive Anwendungen muss der Schwei\u00dfprozess im Hochvakuum stattfinden. Gr\u00fcnde daf\u00fcr sind insbesondere die Einlagerung von Fremdpartikel und reaktiven Gasen, wie sie auch beim Einsatz von Schutzgasen nicht ausgeschlossen werden k\u00f6nnen. In solchen F\u00e4llen ist das Elektronenschwei\u00dfen das Verfahren der Wahl \u2013 allerdings sehr aufwendig und kostspielig im Einsatz. Mit dem Vakuum-Laser-System des Start-Up-Unternehmens KTW Systems GmbH aus Wehr k\u00f6nnen diese N\u00e4hte zuk\u00fcnftig auch mit dem Laser verschwei\u00dft werden. Unabh\u00e4ngig vom Lasertyp, zu deutlich reduzierten Kosten und mit gleichwertigen Schwei\u00dfergebnissen.<\/p>
Entkopplung von Laser und Vakuum
Kernidee dieses patentierten Laserschwei\u00dfsystems ist die Entkopplung von Vakuumkammer und Laserstrahlquelle. Die zu verschwei\u00dfenden Bauteile werden in der Vakuumkammer positioniert und der Raum wird bis auf 5*10-5 mbar abgepumpt \u2013 das entspricht einem Hochvakuum. Abh\u00e4ngig von Pumpensystem und der Kammergr\u00f6\u00dfe dauert der Vorgang des Abpumpens ca. 5 bis 10 Minuten. Der Laserstrahl wird durch eine Quarz- oder Saphirglasscheibe auf den Schwei\u00dfpunkt fokussiert. Hierbei ist die Wahl der Laserstrahlquelle v\u00f6llig frei. F\u00fcr die maximal 6 Laserk\u00f6pfe kann eine individuelle Anzahl an \u00d6ffnungen angebracht werden, durch die der Laserstrahl in die Vakuumkammer eindringen kann. Hinzu kommen eine frei w\u00e4hlbare Anzahl an \u00d6ffnungen zum Beobachten des Schwei\u00dfprozesses mit Kameras oder mit blo\u00dfem Auge. Die Streustrahlung wird die Kammer und die Schutzgl\u00e4ser absorbiert.<\/p>
Die Vakuumkammer
Herzst\u00fcck der Vakuumkammer ist die 6 Achsen Technologie und die Spannvorrichtung, die das oder die Bauteile aufnehmen. Die Spanntechnik ist so ausgelegt, dass sie keine Hohlkammern hat, in denen sich Lufteinschl\u00fcsse befinden k\u00f6nnen. Sie sind rein mechanisch, um keine weiteren Zuf\u00fchrungen nach au\u00dfen zu haben, die abgedichtet werden m\u00fcssten. Die 6 Achs Technologie erlaubt s\u00e4mtliche Geometrien zu schwei\u00dfen und regelt die Relativbewegung.
In der Gr\u00f6\u00dfe ist die Vakuumkammer skalierbar im Durchmesser bis 1.500 mm und in der L\u00e4nge bis 2.000 mm und kann den jeweiligen Applikationen angepasst werden. So ist die Vakuumkammer jeweils so klein wie m\u00f6glich und so gro\u00df wie n\u00f6tig. Eine Optimierung des Volumens der Vakuumkammer reduziert die Pumpzeit und erh\u00f6ht die Produktivit\u00e4t.<\/p>
Die Laserschwei\u00dfnaht
Eine Laserschwei\u00dfnaht im Hochvakuum zeichnet sich durch ein extremes H\u00f6he-zu Breite-Verh\u00e4ltnis aus, gleich dem Elektronenstrahlschwei\u00dfer. Die Kanten sind (ann\u00e4hernd) parallel und auch N\u00e4hte mit einer Tiefe von 20 mm weisen eine ideale Schwei\u00dfnahtraupe auf. Grund ist die fehlende Ablenkung im luftleeren Raum: Es gibt keine Partikel, die den Laserstrahl aus seiner Richtung ablenken w\u00fcrden.
Dieser Vorteil zeigt sich insbesondere beim Verschwei\u00dfen gassensitiver Materialien wie Titan, Zirkonium, Molybd\u00e4n, Tantal, Wolfram, Vanadium, Nickel oder Niob. Ohne die Umgebungsluft ist auch eine Schutzgasatmosph\u00e4re obsolet. Im Hochvakuum gibt es keine (in nennenswerter Anzahl?) Partikel, die in die Schmelze eindringen und sich damit in der Schwei\u00dfnaht einnisten k\u00f6nnten und dort zu Porosit\u00e4t f\u00fchren.<\/p>
Vorteile gegen\u00fcber dem Elektronenstrahlschwei\u00dfen
Neben den deutlich geringeren Investitionskosten einer Laserstrahlquelle gegen\u00fcber einer Elektronenstrahlquelle weist das Hochvakuum-Laserschwei\u00dfen noch weitere Prozessvorteile gegen\u00fcber dem Elektronenstrahlschwei\u00dfen auf. Da es sich beim Elektronenstrahl um hoch beschleunigte elektrische Ladungstr\u00e4ger handelt, kann es beim Zusammenprall mit dem zu verschwei\u00dfenden Material zu R\u00f6ntgenstrahlung kommen, die aufwendig abgeschirmt werden muss. Eine unmittelbare Beobachtung des Schwei\u00dfprozesses ist damit nicht m\u00f6glich. Weiterhin sind die elektrischen Ladungstr\u00e4ger durch Magnetfelder empfindlich beeinflussbar. Herrscht auch nur ein geringer Stromfluss, kann dieser den Schwei\u00dfprozess schon negativ beeinflussen und zu Ausschuss in der Fertigung f\u00fchren.
Der Laserstrahl dagegen transportiert seine Energie in Form von Licht. Es entstehen weder R\u00f6ntgenstrahlen noch gibt es Ablenkungserscheinungen durch magnetische und\/oder elektrische Felder. Es k\u00f6nnen beim Laser-Hochvakuumschwei\u00dfen sogar stromf\u00fchrende Bauteile mit wechselndem (statistischem) Stromfluss sicher verschwei\u00dft werden.<\/p>
Die Einsatzgebiete
Das Laser-Hochvakuumschwei\u00dfen deckt die gleichen Einsatzgebiete wie das Elektronenstrahlschwei\u00dfen ab \u2013und dar\u00fcber hinaus. Die Materialdicken betragen dabei bis zu 20 mm \u2013 unabh\u00e4ngig vom zu verschwei\u00dfenden Material und den Materialpaarungen. Typische Anwendungen finden sich im Bereich Automotiv, Medizintechnik, Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, Elektronikindustrie, Petrochemie, Kraftwerksbau, Windenergie, Eisenbahnbau etc.<\/p>
KTW SYSTEMS GmbH
Gleeser Strasse 14
56653 Wehr<\/p>