Vorteile des Laserschweißens in der Schmuckindustrie

Vorteile des Laserschweißens in der Schmuckindustrie

LaserschweißenEs bietet hohe Schweißfestigkeit und -geschwindigkeit sowie eine geringe Ausschussrate und findet daher breite Anwendung in der modernen Fertigung. In der Schmuckindustrie bietet das Laserschweißen im Vergleich zu traditionellen Schweißverfahren deutliche Vorteile.

1. Hohe Geschwindigkeit, hohe Festigkeit, geringer Verzug – kein Nachbearbeiten durch Richten oder Reinigen nach dem Schweißen erforderlich
Der HauptgrundSchmuckherstellerDie weite Verbreitung des Laserschweißens beruht auf seiner hohen Schweißgeschwindigkeit und dem minimalen Verzug, wodurch das Nachbearbeiten und Reinigen entfällt. Obwohl das Laserschweißen schneller ist als das herkömmliche Flammenschweißen, hält der Bediener das Werkstück üblicherweise mit den Händen oder Vorrichtungen und schweißt jeweils nur ein Teil. Da die meisten Laserschweißanlagen für die Schmuckherstellung klein sind und keine großen Chargen auf einmal bearbeiten können, kann sich die Schweißzeit geringfügig verlängern. Die Reduzierung des Reinigungsaufwands nach dem Schweißen kompensiert dies jedoch. Das Laserschweißen kann unter Schutzgasatmosphäre durchgeführt werden, sodass keine Brandspuren auf dem Produkt entstehen. Daher sind weder Flussmittel noch Beizen nach dem Schweißen erforderlich. Insgesamt führt das Laserschweißen zu einer höheren Produktionseffizienz.

2. Geeignet zum Schweißen von Präzisionsteilen, wodurch die Werkstückqualität sichergestellt wird.
Da der Laserstrahl auf einen sehr kleinen Punkt fokussiert und präzise positioniert werden kann, eignet er sich ideal für die automatisierte Serienfertigung. Dies steigert die Produktionseffizienz erheblich, minimiert die Wärmeeinflusszone und hält die Schweißnaht frei von Verunreinigungen, wodurch die Schweißnahtqualität deutlich verbessert und die Fehlerrate reduziert wird. Beispielsweise wird beim Flammschweißen von Schmuck aus einer 14-Karat-Legierung mit 58 % Gold und 2 % Silber (Massenanteil) das Silber geglüht, wodurch die Gesamthärte des Schmuckstücks von etwa HV 145 auf fast die Hälfte sinkt. Fällt es aus Hüfthöhe auf den Boden, kann es verbeulen. Beim Laserschweißen mit geringer Leistung und hoher Geschwindigkeit wird die Hitze konzentriert, sodass das Werkstück nicht geglüht wird und seine Festigkeit erhält.

3. Hohe Montagegenauigkeit, die zur Entwicklung neuer Schmuckproduktionsprozesse beiträgt.
Die Einführung vonLaserschweißenDer Einzug des Laserschweißens in die Schmuckindustrie hat das traditionelle Designverständnis von Schmuck revolutioniert. Mit Laserschweißen lassen sich spezielle Strukturen realisieren, die mit herkömmlichen Schweißverfahren früher nur schwer oder gar nicht möglich waren. Da Laserschweißen in sehr kleinen Bereichen möglich ist, lassen sich unterschiedliche Legierungen leichter miteinander verbinden. So können Farbe und Struktur der beiden Komponenten abrupt und ohne Vermischung verändert werden. Der geringe Arbeitsbereich beim Laserschweißen führt im Vergleich zu herkömmlichen Schweißverfahren zu Unterschieden in Benetzbarkeit, Verbindungsfestigkeit und Korngröße in der Wärmeeinflusszone.

4. Gute Konsistenz und Stabilität.
Normalerweise ist kein Zusatzwerkstoff oder Flussmittel erforderlich – das Werkstück kann lokal aufgeschmolzen und direkt verschweißt werden.

5. Vereinfacht Reparaturarbeiten an Bauteilen.
Zum Beispiel die Reparatur von Metall in der Nähe von Edelsteinen, das Beseitigen von Gusslöchern und das Schweißen in Bereichen, die nur 0,2 mm von komplexen, wärmeempfindlichen Teilen wie Scharnieren, Haken, Verschlüssen und Fassungen entfernt sind.

6. Keine Umweltverschmutzung.
Beim Laserschweißen werden weder Lötmittel noch Lösungsmittel verwendet, und es sind auch keine chemischen Reinigungsmittel erforderlich, sodass kein Abfallentsorgungsproblem entsteht.

7. Spart wertvolles Metallmaterial.
Herkömmliche Schweißverfahren erfordern in der Regel eine Materialstärke von etwa 0,2 mm, während Laserschweißen diese auf 0,1 mm reduzieren kann. Dadurch verringert sich das Gewicht des Schmuckstücks um etwa 35–40 %, was insbesondere bei galvanisch geformten Produkten von Bedeutung ist. Laserschweißen spart nicht nur Edelmetall, sondern auch Lötmittel; zudem werden bei mehreren Schweißpunkten keine unterschiedlichen Lötmittel benötigt.

8. Eigenschaften
Die in der Schmuckherstellung üblicherweise verwendeten Laserschweißmaschinen sind energiesparend, zeichnen sich durch hohe Sicherheit, Kompaktheit und einfache Mobilität aus und ermöglichen dem Bediener ein bequemes Arbeiten im Sitzen.
Eine typische Laserschweißanlage für die Schmuckherstellung verschweißt die meisten Metalle und Legierungen schnell, zuverlässig und präzise. Die Effizienz hängt jedoch maßgeblich von den Eigenschaften des Zielmaterials ab. Die kontinuierliche Montage oder Reparatur von Gussteilen kann unter Sichtkontrolle mit einem oder mehreren Laserpulsen erfolgen, die typischerweise jeweils 1–20 ms dauern. Mithilfe eines Stereomikroskops mit Fadenkreuz lässt sich der Schweißpunkt präzise positionieren und das Werkstück im Sichtfeld feinjustieren. Die Arbeitsumgebung ist üblicherweise atmosphärisch; die Zufuhr von Luft oder Inertgas in den Arbeitsbereich sorgt für Kühlung, und Inertgas verbessert zudem die Schweißnahtqualität bei Legierungen.

9. Einfluss von Legierungswerkstoffen auf den Laserschweißeffekt
Unterschiedliche Legierungswerkstoffe weisen unterschiedliche Laserschweißeffekte auf. Bei gleichen Steuerungsparametern der Laserschweißanlage und gleicher Wärmeübertragung pro Schweißimpuls variiert der Schmelzeffekt pro Impuls aufgrund von Unterschieden im Anteil der von der Legierungsoberfläche absorbierten (und reflektierten) Wärme. Zu den spezifischen Einflussfaktoren zählen die Wärmekapazität von Raumtemperatur bis zum Schmelzpunkt, der Schmelzpunkt selbst, die Schmelzwärme und die Wärmeleitfähigkeit. Unterschiedliche Werkstoffe besitzen unterschiedliche Wärmeleitfähigkeiten, Schmelztemperaturen und Kristallisationswärmen. Zusammen beeinflussen diese Faktoren die für ein effektives Schweißen benötigte Energie erheblich. Eine ausreichende Wärmeabsorption an der Oberfläche ist für ein erfolgreiches Schweißen unerlässlich.