Produktspektrum erweitert

Die 1966 gegründete Coherent Inc. ist einer der Weltmarktführer für laserbasierte Lösungen in der Industrie. Das Unternehmen erweitert sein Produktspektrum an Hochleistungs-Direktdiodenlasern nun um den Highlight 10000D, welcher zehn Kilowatt an Laserleistung emittiert.

13. April 2015

Mit einer integrierten Pulverdüse zum Laserauftragsschweißen können Anwender Schweißraupen bis zu einer Breite von 36 Millimeter aufbringen und bis zu zehn Kilogramm Pulver pro Stunde kombiniert mit hohem Pulverwirkungsgrad, sehr geringer Durchmischung und geringem Wärmeverzug auftragen. Typische Schichtstärken sind zwischen einem und drei Millimeter. Die Highlight-D-Serie kann in Kombination mit einem Pyrometer und auch zum Laserhärten verwendet werden.

Die Highlight-D-Serie von Coherent ist eine sehr kompakte Einheit bestehend aus vielen Halbleiter-Laser-Emittern von einigen Watt die in einen Strahl gebündelt werden. Typischerweise hat dieser die Form eines Rechtecks mit einer Breite von 18 bis 36 Millimeter und einer Länge von drei bis zwölf Millimeter.

Momentan stehen bei Coherent Hochleistungs-Diodenlaser-Systeme mit einer Leistung bis zu zehn Kilowatt zur Verfügung. Verglichen mit anderen Lasertypen zeichnen sich die Diodenlaser-Systeme aufgrund ihrer Halbleiterbauweise durch eine höhere elektrische Effizienz (~ 45 Prozent), eine geringere Größe und eine größere Zuverlässigkeit aus.

Für die Wärmebehandlung und für das Auftragsschweißen gibt es noch einen weiteren signifikanten Vorteil: Ihre infraroten Wellenlängen (typischerweise bei 808 oder 975 Newtonmeter) werden von Stahl hervorragend absorbiert, womit eine Beschichtung im Vorfeld und die damit einhergehenden Kosten und Umweltaspekte wegfallen. Zieht man dazu noch die höhere elektrische Effizienz des Lasers in Betracht, so kann man hier durchaus von einer „grünen“ Wärmebehandlungsmethode sprechen.

Vorteile des Auftragens mit Direktdioden-Laser

Die Laser der Highlight-D-Serie haben wesentliche Vorteile beim Auftragsschweißen im Vergleich zu bisher verwendeten Schweißmethoden. Diese sind der geringe Bauteilverzug durch die sehr geringe Wärmeeinbringung, eine sehr geringe Durchmischungszone von vier bis sieben Prozent, die in geringe Vor- und Nachbearbeitung resultiert und eine porenfreie und sehr ebene und gleichmäßige Schicht, welche keine oder eine nur sehr geringe Nacharbeit erfordert. Durch die insgesamt sehr hohe Qualität der aufgetragenen Schicht und der sehr hohen Auftragsgeschwindigkeit ergeben sich damit wesentliche Kostenvorteile in der Produktion von Verschleiß- oder Korrosionsschutzschichten.

Im Vergleich zum thermischen Spritzen erzeugt das Auftragsschweißen mit Diodenlaser eine feste metallurgische Verbindung mit dem Grundwerkstoff, so dass ein Ablösen der Schicht nicht auftritt. Außerdem führt die hohe Abkühlungsgeschwindigkeit des Laserprozesses zu einer sehr feinkörnigen Mikrostruktur, welches eine höhere Korrosionsbeständigkeit bedeutet. Im Gegensatz zu konventionellen Prozessen werden die genannten Vorteile in der Regel nicht durch eine höhere Laserleistung oder einer höheren Pulverauftragsrate negativ beeinflusst.

Durch den linienförmigen Laserfokus des Direktdioden-Lasers bis zu einer Breite von 36 Millimeter kann dieser Laserprozess nun erstmals für große Fläche mit sehr hoher Genauigkeit und hoher Auftragsrate eingesetzt zu werden. Der Einsatz des Direktdioden-Lasers ermöglicht das Auftragsschweißen von großen Flächen mit drei- bis fünffacher Geschwindigkeit verglichen mit konventionellen Technologien, oder bisher eingesetzten Lasertechnologien wie dem CO2-Laser oder auch fasergekoppelten Lasersystemen.