Die neueCoherent PowerLine FL-Serie ist ein auf einem Faserlaser basierendes Subsystem, das speziell für das Präzisionsschweißen und Präzisionsschneiden von Metallen wie beispielsweise Stahl, Titan, Aluminiumlegierungen und Kupferlegierungen entwickelt wurde. Diese robusten und kompakten Systeme erfüllen alle Kriterien für eine optimierte industrielle Laserbearbeitung von Werkstoffen. Beim Laserschweißen ermöglicht die PowerLine FL sehr schmale Nahtgeometrien bei sehr hohen Schweißgeschwindigkeiten. Damit bietet sie die erforderliche Schweißnahtfestigkeit bei minimaler Wärmezufuhr in das Werkstück. Das präzise Laserschneiden mit PowerLine FL führt zu sauberen Schnitten mit geringer Wärmeeinflusszone (HAZ) und hoher Kantenqualität. Die neue PowerLine FL-Serie ersetzt und erweitert die älteren Coherent StarFiber-Produkte. 

PowerLine FL ist im Leistungsbereich von 200 W bis 1.500 W als Subsysteme für CW-Laser sowie im Pulsbetrieb mit 150 (Durchschnitt) / 1.500 (Spitzenleistung) W sowie 300 / 3.000 W. Die PowerLine FL-Subsysteme werden zusammen mit der Software Laser FrameWork geliefert, die integrierte Funktionen wie PartVision und SmartSense+ enthält.

WICHTIGSTE VORTEILE 

Die Coherent PowerLine FL-Pakete sind integrierte, kostengünstige Subsysteme auf Basis von Faserlasern. Sie basieren auf mehr als 15 Jahren Erfahrung mit branchenführenden Lösungen, die das Investitionsrisiko senken und die Markteinführung von Produkten für unsere Kunden beschleunigen. 

Vorteile des Single-Mode-Schweißens (SM) mit PowerLine FL 

Ein-Modus-Laser bieten einzigartige Eigenschaften und Schweißmöglichkeiten. Die Ein-Modus-Laserquellen der Coherent PowerLine FL-Serie (PowerLine FL 200, PowerLine FL 400, PowerLine FL 600, PowerLine 1000, PowerLine FL 1500 und die optionale Single-Mode-Quelle PowerLine FL 150 P) lassen sich bei einer Brennweite von 150 mm (6") auf einen Spotdurchmesser im Bereich von 25 Mikrometern (0,001") fokussieren. Kombiniert man den Einmodenlaser mit einem galvanischen Scankopf, lässt sich der 25-Mikrometer-Laserpunkt flexibel einsetzen und verschieben, um beliebige Formen und Größen von Schweißnähten zu erzeugen, die in das Arbeitsfenster des Scankopfes passen. Im Bereich des Mikroschweißens ist diese Fähigkeit ein wichtiges Verfahrensmittel, das folgende Möglichkeiten eröffnet:

  1. Beliebige Form oder Größe der Punktschweißnaht – dies kann ein Kreis, ein Ring, eine Spirale, ein Quadrat, ein Smiley oder alles andere sein, was zur Minimierung der thermischen Belastung der Bauteile und der mechanischen Anforderungen an die Schweißnaht optimiert werden kann.

  2. Dynamische Skalierung der Schweißpunkte – verschiedene Schweißpunkte auf demselben Bauteil können je nach Werkzeugbahn individuelle Größe und Form annehmen, ohne dass die Parameter geändert werden müssen.

  3. Verkürzung der Zykluszeit bei Mehrpunkt-Punktschweißungen – Die Bewegung zwischen den Punktschweißungen ist bei Verwendung linearer Schritte im Vergleich zu einem Scankopf relativ langsam. Dieser kann sich in Bruchteilen einer Sekunde von Punkt zu Punkt bewegen. In der Regel werden 25 Punktschweißnähte in weniger als 1 s ausgeführt.

  4. Anpassung der Schweißnahtabmessungen – Die seitliche Bewegung kann entlang der Schweißnaht überlappen, wodurch die Breite und Tiefe der Schweißnaht präzise gesteuert werden können. Beispielsweise nimmt bei gepulsten QCW- oder Nd:YAG-Lasern die Tiefe des Schweißnahtquerschnitts von der Mittellinie zum Rand hin ab. Mithilfe eines Einmodenlasers und eines Scankopfes können wir ein quadratisches Querschnittsprofil erzeugen, sodass die Eindringtiefe in der Mitte und am Rand der Schweißnaht gleich ist. Daher kann bei Stumpf- oder Kehlnähten jede Art von Versatz der Nahtverbindung berücksichtigt werden, ohne die Festigkeit der Schweißnaht zu beeinträchtigen.

  5. Minimieren Sie die Wärmezufuhr – die Wärmezufuhr ist direkt proportional zur Leistung der Wärmequelle und zur Einwirkzeit auf das Werkstück.  Die seitliche Wirkung der Wärmequelle ist eine Funktion ihrer Größe. Durch den Einsatz eines 25-Mikrometer-Punkts, der sich schnell über das Werkstück beliebiger Form bewegt, haben wir nun die präzise Kontrolle über die Wärmezufuhr und alle Hebel zur Optimierung in der Hand.

  6. Große Prozessfenster, erweiterte Materialauswahl – bei minimaler Wärmezufuhr. Ideal zum Schweißen unterschiedlicher Werkstoffe. Der im Dauerstrichmodus arbeitende Laser verlangsamt die Abkühlung des Werkstücks, wodurch sich der Bereich der schweißbaren Werkstoffe erweitert und gleichzeitig die Wahrscheinlichkeit von Schweißrissen verringert wird.

  7. Möglichkeit der 3D-Bewegung – der Scankopf kann mit zusätzlichen Bewegungsachsen ausgestattet werden, um die Fokusebene in z-Richtung zu verschieben, was noch mehr Funktionen bietet.

Ersatz des Nd:YAG-Lasers durch das Multimode-Schweißen (MM) mit PowerLine FL

Der PowerLine FL 150 P ist mit der Option für einen Multimode-Faserlaser ausgestattet, während der PowerLine FL 300 P ausschließlich in der Multimode-Version angeboten wird. Für bestimmte Mikroschweißanwendungen kann das Multimode-Laserprofil von Vorteil sein, insbesondere bei der Umstellung des Prozesses von Nd:YAG-Laser-basierten Anlagen auf faserlaserbasierte Anlagen. Die verfügbaren Faserkerngrößen von 50 oder 100 Mikrometern führen zu einem „Flat-Top“-Strahlprofil mit einer gleichmäßigeren Verteilung der Laserleistung über die gesamte Modengröße. Dadurch kann eine Schmelzzone entstehen, die größer und dennoch breit genug ist, um Bauteile ohne Schwingungen zu verbinden. Schwingungen sind beim MM-Laser dennoch möglich.

PowerLine FL und Laserschneiden

Die Subsysteme der PowerLine FL-Serie, ausgestattet mit fester Coherent-Optik zum Schneiden oder galvanischen Scannern für spezielle Anwendungen, eignen sich insbesondere für Schneidanwendungen in folgenden Bereichen:

Weitere Informationen zu den Coheren PowerLine FL-Lasersubsystemen finden SieHIER.