Anwendung von Laserschweißmaschinen in der Schmuck- und Accessoiresindustrie

Anwendung von Laserschweißmaschinen in der Schmuck- und Accessoiresindustrie

Es gibt zwei gängige Arten von Schmuckschweißmaschinen:Laser-Schmuckschweißmaschinenund Flammenschweißmaschinen für Schmuck. Das Flammenschweißen ist ein lokales Erhitzungsverfahren, das Spannungen oder Verformungen im Grundmetall verursachen kann und sich daher weniger für das Schweißen von Schmuck eignet.
Eine Schmuckschweißmaschine ist eine spezielle Art von Laserschweißmaschine, die speziell für Schmuck und ähnliche Produkte entwickelt wurde.

Funktionsprinzip von Schmucklaserschweißmaschinen

Wird Metall Laserstrahlung ausgesetzt, durchläuft seine Oberfläche eine Reihe von Veränderungen: Sie wird vom Laser erhitzt und leitet die Wärme schnell nach innen. Bei einer bestimmten Laserleistungsdichte schmilzt die Oberfläche, und bei hohen Leistungsdichten verdampft ein Teil davon schlagartig und bildet ein Schmelzbad auf der Werkstückoberfläche. Während des Schweißens, wenn sich das Werkstück relativ zum Laser bewegt, beschleunigt das geschmolzene Metall unter einem bestimmten Winkel. Durch den Wärmeaustausch sinkt die Temperatur des flüssigen Metalls rapide, und es erstarrt zu einer Schweißnaht.
Die wichtigsten Parameter von Schmucklaserschweißmaschinen – Pulsenergie und Pulsdauer – sind einstellbar: Die Pulsenergie beeinflusst die Schmelzmenge, während die Pulsdauer die Schweißtiefe bestimmt. Zusätzlich lässt sich die Größe des Schweißflecks durch Modifizierung des fokussierten Lichtflecks mittels eines externen, optisch verstellbaren Strahlaufweiters anpassen. Im Vergleich zu anderen Schweißverfahren bietet das Laserschweißen überlegene Leistung beim Schweißen verschiedenster Materialien und zeichnet sich durch minimale thermische Verformung der Schweißteile und hohe Verbindungsqualität aus.

Ausstattungsmerkmale

Die von unserem Unternehmen entwickelten und gefertigten Laserschweißmaschinen für Metallschmuck verwenden korrosions- und hochtemperaturbeständige Keramikfokussierkammern mit hoher photoelektrischer Umwandlungseffizienz. Fokussierkammer und Xenonlampe weisen eine Lebensdauer von über 8 Millionen Zyklen auf. Die Schutzgaszufuhr gewährleistet ästhetisch ansprechende Schweißnähte ohne Oxidation oder Verfärbung. Die Maschine ist für den Dauerbetrieb (24/7) mit stabiler Gesamtleistung ausgelegt.
Der Vorteil des Laserschweißens, dass es sich um eine lokalisierte Erwärmung kleiner Bereiche handelt, macht es in Branchen wie der Schmuck-, Batterie- und Mobiltelefonkomponentenindustrie weit verbreitet einsetzbar.

Vorteile vonLaserschweißen in der Schmuckindustrie

Das Laserschweißen zeichnet sich durch hohe Schweißfestigkeit, hohe Schweißgeschwindigkeit und geringe Ausschussraten aus und findet daher breite Anwendung in der modernen Fertigung. In der Schmuckherstellung bietet es deutliche Vorteile gegenüber traditionellen Schweißverfahren:
1. Hohe Geschwindigkeit, hohe Festigkeit, minimale Verformung, kein Nachbearbeiten durch Richten oder Reinigen: Der Hauptgrund, warum Schmuckhersteller Laserschweißen einsetzen, ist die hohe Geschwindigkeit und die minimale Verformung, wodurch das Nachbearbeiten durch Richten und Reinigen entfällt. Obwohl Laserschweißen schneller ist als herkömmliches Flammenschweißen, halten die Bediener die Werkstücke üblicherweise von Hand oder verwenden Vorrichtungen und schweißen jeweils nur ein Teil. Die meisten Laserschweißanlagen in der Schmuckindustrie sind kompakt, was die Kapazität für die Serienbearbeitung einschränkt und die Schweißzeit geringfügig verlängert. Die Zeitersparnis bei der Reinigung kompensiert dies jedoch vollständig. Laserschweißen kann unter Schutzgasatmosphäre durchgeführt werden, wodurch keine Brandflecken auf den Produkten entstehen – Flussmittel während des Schweißens und anschließendes Beizen sind somit überflüssig. Insgesamt bietet Laserschweißen eine höhere Produktionseffizienz.

2. Geeignet für Präzisionswerkstücke, gewährleistet gleichbleibende Qualität

Der Laserstrahl lässt sich für präzise Positionierung auf einen winzigen Punkt fokussieren und ist daher ideal für die automatisierte Massenproduktion. Er steigert nicht nur die Effizienz deutlich, sondern minimiert auch die Wärmeeinflusszone und gewährleistet kontaminationsfreie Schweißnähte. Dies verbessert die Schweißqualität erheblich und reduziert den Ausschuss. Beispielsweise kann es bei Schmuck aus 14-Karat-Legierung (58 % Au, 2 % Ag), der durch Flammschweißen geschweißt wird, zu einer Silberglühung kommen. Dadurch reduziert sich die Gesamthärte von Hv = 145 um etwa die Hälfte – was bei einem Sturz aus Hüfthöhe zu Dellen führen kann. Im Gegensatz dazu konzentriert das Laserschweißen mit niedriger Leistung und hoher Geschwindigkeit die Wärme, verhindert die Glühung des Werkstücks und erhält die strukturelle Festigkeit.

3. Hohe Montagepräzision ermöglicht innovative Schmuckherstellungsprozesse. Die Einführung des Laserschweißens in der Schmuckindustrie hat das traditionelle Designverständnis revolutioniert. Es ermöglicht die Herstellung von Schmuckstücken mit besonderen Strukturen, die mit herkömmlichen Schweißverfahren zuvor schwer zu realisieren waren oder die Qualitätsanforderungen nicht erfüllten. Das Laserschweißen arbeitet in einem engen Bereich und ermöglicht so das Verschweißen unterschiedlicher Legierungsmaterialien ohne Vermischung – wodurch abrupte Farb- oder Strukturübergänge zwischen den Komponenten möglich werden. Die enge Arbeitszone unterscheidet es vom herkömmlichen Schweißen hinsichtlich Benetzbarkeit, Verbindungsfestigkeit und Korngröße in der Wärmeeinflusszone.

4. Ausgezeichnete Beständigkeit und Stabilität

Beim Laserschweißen wird typischerweise direktes Schweißen durch lokales Aufschmelzen der Werkstücke erreicht, ohne dass Zusatzwerkstoffe oder Flussmittel benötigt werden.

5. Vereinfacht die Werkstückreparatur

Es kann Metall in der Nähe von Edelsteinen reparieren, Löcher in Gussteilen beseitigen und Bereiche bis zu 0,2 mm an komplexe, wärmeempfindliche Bauteile (z. B. Scharniere, Haken, Verschlüsse und Fassungen) schweißen.

6. Umweltfreundlich

Beim Laserschweißen werden weder Lötmittel, Flussmittel noch chemische Reinigungsmittel benötigt, wodurch Probleme bei der Abfallentsorgung entfallen.

7. Spart Metallmaterialien

Herkömmliche Schweißverfahren erfordern eine Mindestmetalldicke von 0,2 mm, während Laserschweißen diese auf 0,1 mm reduziert – wodurch das Gewicht von Schmuckstücken um 35–40 % gesenkt wird, was insbesondere bei galvanisch geformten Produkten von Bedeutung ist. Laserschweißen spart Edelmetalle und Lötmittel und macht den Einsatz verschiedener Lötmittel in mehreren Schweißdurchgängen überflüssig.

8. Wichtigste Maschinenmerkmale

Die in der Schmuckindustrie üblicherweise eingesetzten Laserschweißmaschinen zeichnen sich durch geringe Leistung und damit hohe Sicherheit aus. Dank ihrer kompakten, tragbaren Bauweise können die Bediener bequem im Sitzen arbeiten.
Typische SchmucklaserschweißmaschinenDie meisten Metalle und Legierungen lassen sich schnell, zuverlässig und präzise verschweißen, wobei die Effizienz maßgeblich von den Eigenschaften des Zielmaterials abhängt. Kontinuierliche Montage- oder Gussreparaturen können mit einem oder mehreren Laserpulsen unter Sichtkontrolle durchgeführt werden, wobei jeder Puls 1–20 ms dauert. Stereomikroskope und Fadenkreuz-Ausrichtung ermöglichen die präzise Positionierung der Schweißbereiche und somit die Feinjustierung der Werkstückposition im Sichtfeld. Das Schweißen erfolgt üblicherweise unter Umgebungsbedingungen; die Zufuhr von Luft oder Schutzgas in den Arbeitsbereich sorgt für Kühlung, und Schutzgas verbessert die Schweißqualität von Legierungen zusätzlich.

9. Einfluss von Legierungswerkstoffen auf die Leistung beim Laserschweißen
Unterschiedliche Legierungsmaterialien führen zu unterschiedlichen Laserschweißergebnissen. Bei gleichen Maschinenparametern und gleicher Wärmeeinbringung pro Puls bewirken Unterschiede im Verhältnis der von der Legierungsoberfläche absorbierten (bzw. reflektierten) Wärmeenergie unterschiedliche Schmelzeffekte pro Puls. Zu den wichtigsten Einflussfaktoren zählen die Wärmekapazität (von Raumtemperatur bis zum Schmelzpunkt), der Schmelzpunkt, die Schmelzwärme und die Wärmeleitfähigkeit. Variationen dieser Eigenschaften zwischen verschiedenen Materialien beeinflussen die für ein effektives Schweißen benötigte Energie erheblich – eine ausreichende Wärmeabsorption an der Oberfläche ist für ein erfolgreiches Schweißen unerlässlich.

 


Veröffentlichungsdatum: 24. November 2025