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Schweißen & Schneiden
Wie viel Reserve ein Prozess hat, entscheidet beim Schweißen und Schneiden die Strahlform. Die Werkstoffe werden anspruchsvoller, die Leistungen steigen, und ein einzelner Gauß-Peak läuft dabei in zwei Grenzen: ein unruhiges Schmelzbad und einen Fokus, der thermisch wegwandert. Die Antwort darauf ist selten ein neuer Laser. Meist ist es eine passive Optik, die den Strahl umformt, den Sie schon haben.
Wo der Gauß-Strahl an seine Grenze kommt
Der Gauß-Fokus hat seinen Platz verdient. Er bündelt fast die gesamte Laserleistung in einem hellen Peak, und einen effizienteren Weg, ein tiefes, schmales Keyhole zu treiben, hat bisher niemand gefunden. Dazu kommt ein Prozess mit im Grunde zwei Stellgrößen, Leistung und Vorschub, und mit jahrelang erarbeiteter Erfahrung, wie man an ihnen dreht. Nur läuft dieser eine Peak, je härter die Bauteile und je höher die Leistungen werden, immer wieder in dieselben zwei Wände. Die erste ist das Schmelzbad: Ein einzelnes heißes Zentrum öffnet eine Kapillare, die leicht abschnürt, zusammenfällt und ausbricht, und die Spritzer und Poren, die danach übrig bleiben, gehen auf die Strahlform zurück und nicht auf den Bediener. Die zweite zeigt sich bei immer höheren Leistungen: Der thermische Drift verschiebt den Fokus und nimmt das Prozessfenster mit. Ein Rezept, das morgens gehalten hat, hält nachmittags nicht mehr.
Daraus folgen zwei Hebel. Eine längere Schärfentiefe macht den Prozess tolerant gegen Höhenschwankungen am Bauteil und gegen thermischen Drift. Wer die Form des Strahls ändert, geht die Stabilität des Schmelzbads direkt an. Ring-Core-Profile, ein heißer Kern zum Öffnen des Keyholes und ein kühlerer Ring, der es offen hält, haben genau das gezeigt: mehr Spaltüberbrückung, ruhigere Keyholes, weniger Spritzer und ein Prozessfenster, das über einen Bereich von Spaltmaßen hinweg schweißt, ohne neu eingestellt zu werden. Offen bleibt, woher so ein Profil kommt. Ein Ring-Core-Laser liefert es hervorragend, kostet aber weit mehr als die Single-Mode- und Multimode-Quellen, die längst in der Halle stehen. In der Entwicklung rechnet sich das, in der Serienproduktion bleibt es stehen, weil das Umrüsten einer Linie echtes Geld kostet, und das, obwohl die Produktion in der Regel ein einziges optimiertes Ring-zu-Kern-Verhältnis fährt und danach nie wieder anfasst. Genau dieses feste, optimierte Profil liefern wir als passiven Retrofit: gesetzt auf den Laser, der schon da ist, deutlich günstiger als eine neue Quelle und über den Fokus hinweg tiefenstabiler als ein Ring-Core-Laser.
- Schmelzbad im Griff — ein einzelner heißer Peak öffnet eine Kapillare, die abschnürt, zusammenfällt und ausbricht; welche Spritzer und Poren daraus entstehen, entscheidet die Strahlform und nicht der Bediener.
- Thermischer Drift bei hoher Leistung — mit der mittleren Leistung wandern Fokus und Prozessfenster mit, und was vorher gehalten hat, hält nicht mehr — zurückholen lässt sich das mit einem kürzeren, stabileren Fokus.
- Ring-Core-Vorteile ohne Ring-Core-Laser — mehr Spaltüberbrückung, ruhigere Keyholes und weniger Spritzer, geliefert als passive Optik auf Ihrer vorhandenen Single-Mode- oder Multimode-Quelle statt als sehr viel teurere neue Quelle.
Energie formen, Ergebnis bestimmen
Schärfentiefe, die reale Bauteile aushält
3D Gaussian streckt die Rayleigh-Länge um 2–5× und behält dabei ein einpeakiges, nahezu gaußsches Profil: Höhentoleranzen von ±0,5 mm sind damit keine Fehlerquelle mehr.
Ein Ring, der das Keyhole ruhig hält
3D Ring-Core legt einen kühleren Ring um einen heißen Kern, also das Profil, das die Spaltüberbrückung erweitert und die Spritzer beruhigt, und hält diese Geometrie über praktisch die volle Schärfentiefe stabil, unabhängig bestätigt bis 3 kW Multimode. Ring-Core-Verhalten ohne Ring-Core-Laser.
Gleichmäßige Energie aus einem ungleichmäßigen Strahl
Beam Homogenizer macht aus dem unregelmäßigen Spot eines Multimode-Faserlasers einen sauberen Flat-Top, rund, quadratisch oder rechteckig, ohne Feinjustage. Das Arbeitspferd für Schweißen und Auftragschweißen bei hoher Leistung.
Laserschweißen & Laserschneiden: wo die Strahlform der Hebel ist
Laserschweißen und Laserschneiden umfassen viele verschiedene Verfahren, und in welchem Regime Ihres läuft, ändert nichts an einer Frage: Passt das Intensitätsprofil des Strahls zu dem, was der Prozess braucht, und zwar überall dort, wo er arbeiten muss? Unten steht das Feld, wie wir es sehen. Für eine wachsende Zahl dieser Verfahren helfen wir Kunden, die passende Strahlform zu finden und zu bauen.
Keyhole-Schweißen (Tiefschweißen)
Oberhalb einer werkstoffabhängigen Intensitätsschwelle, bei Kupfer rund 1,76 MW/cm², verdampft der Strahl eine schmale Kapillare, und die Einschweißtiefe springt. Wie weit über dieser Schwelle Sie landen, entscheidet, ob das Keyhole offen bleibt oder abschnürt, zusammenfällt und spritzt.
Wärmeleitungsschweißen
Die Oberfläche wird aufgeschmolzen, ohne zu verdampfen, für optisch saubere, verzugsarme Nähte. Ein geformtes, homogenisiertes Profil vergrößert den Wärmeleitungsbereich messbar, statt nur darin zu arbeiten.
Schweißen im Übergangsbereich
Das Regime zwischen Wärmeleitung und vollem Keyhole: Die Kapillare bildet sich, ist aber nur grenzwertig stabil. Damit reagiert es von den drei Regimen am empfindlichsten darauf, wie die Intensität verteilt ist.
Wobbeln und oszillierendes Schweißen
Der Strahl wird über die Fügestelle oszilliert, um das Bad nachzuwärmen und das Keyhole zu stabilisieren. Das funktioniert, nur begrenzt die Trägheit der Scanspiegel, wie schnell oszilliert werden kann. Stabilität wird also mit Vorschubgeschwindigkeit bezahlt.
Remote-Laserschweißen
Eine Scanneroptik setzt die Naht aus großem Arbeitsabstand, der Kopf fährt nicht mehr mit, und die Taktzeit bricht ein. Der Haken: Über ein großes Scanfeld schwankt die Bauteilhöhe, und dort hört die Schärfentiefe auf, eine Datenblattzahl zu sein.
Laserlöten
Der Zusatzdraht wird aufgeschmolzen, der Grundwerkstoff nicht. Das bringt die Spalttoleranz und die Class-A-Sichtnahtqualität, die eine Schmelzschweißnaht nicht liefert: die klassische Naht zwischen Dach und Seitenwand.
Laserauftragschweißen (Cladding)
Auf eine Oberfläche wird Material aufgebaut, für Verschleißschutz oder Reparatur. Aufmischung und Schichtgleichmäßigkeit hängen davon ab, wie gleichmäßig die Intensität verteilt ist, nicht von der Spitzenleistung: der direkteste Fall für einen homogenisierten Flat-Top.
Schmelzschneiden
Die Schmelze wird mit einem inerten Gas unter hohem Druck aus der Schnittfuge geblasen, typisch Stickstoff. Ohne Oxidation kommt die Schnittkante sauber und schweißfertig heraus. Schärfentiefe und Rundheit des Spots bestimmen die Kantenqualität.
Brennschneiden (Sauerstoffschneiden)
Sauerstoff ersetzt das Inertgas, das Metall verbrennt selbst und liefert zusätzliche Wärme. Auf dickem Baustahl ist das deutlich schneller, dafür bleibt eine Oxidschicht auf der Schnittfläche.
Sublimationsschneiden (Verdampfungsschneiden)
Das Material geht direkt von fest in dampfförmig über, mit so wenig Schmelze wie möglich. Langsam und leistungshungrig, dafür die höchste erreichbare Kantenqualität.
Strahlprofile für das Schweißen und Schneiden
3D Ring-Core Shaper
Ein Ring um einen Kern, stabil über die gesamte Schärfentiefe: ruhigeres Keyhole, weniger Spritzer.
Ansehen → Flat-Tops für Multimode-LaserBeam Homogenizers
Macht aus einem Multimode-Faserlaserstrahl einen gleichmäßigen Flat-Top — das Arbeitspferd für Härten, Schweißen und Auftragschweißen.
Ansehen → EDOF · Fokusverlängerung3D Gaussian Focal Shaper
Verlängert die Schärfentiefe um bis zu 5×, damit der Prozess nicht länger von einem haargenau sitzenden Fokus abhängt.
Ansehen →Unsicher, was passt? Der Fit-Check auf jeder Produktseite zeigt, gegen welche Parameter wir auslegen.
Passende Anwendungsfälle
Robustes Laserschneiden bei hoher Leistung
Gleichbleibende Schnittqualität unter thermischem Drift bei 10–50 kW+. Kostenloses Whitepaper.
Anwendungsfall lesen →
Kupferschweißen ohne Spritzer
Ein Retrofit mit einem einzigen Spiegel brachte Ring-Core-Nähte an einen vorhandenen Schweißlaser.
Anwendungsfall lesen →
Neue Strahlformen für das Laserschweißen
Ein elliptischer Flat-Top stabilisiert das Kupferschmelzbad — bis zu 93 % weniger Spritzer.
Anwendungsfall lesen →
Laserschweißen von Hochleistungskunststoffen
Strahlformung zum Einstecken in einer Evosys-Plattform — null Ausschuss an komplexen Geometrien.
Anwendungsfall lesen →
Gemessen, nicht nur gerechnet
Unabhängige Charakterisierung des 3D Ring-Core bei hoher Leistung, gemeinsam mit PRIMES.
Fallstudie lesen →Ihr Prozess, Ihr Laser, die passende Strahlform.
Wenn Defokus, Spritzer oder ein reflektierendes Metall Ihre Ausbeute deckeln, schreiben Sie uns Laser und Fügegeometrie. Die meisten Retrofits sind der Tausch eines einzigen Spiegels und in unter 30 Minuten erledigt.
Herausforderung besprechen