Laserschweißen vs. WIG-Schweißen: Der Vergleich für die Präzisionsfertigung

Laserschweißen und WIG-Schweißen im Kurzporträt

Das Laserschweißen, definiert als Prozess 52 nach DIN EN ISO 4063, nutzt einen fokussierten Laserstrahl, um Werkstoffe präzise zu verbinden. Diese hohe Präzision ermöglicht eine minimale Wärmeeinflusszone (WEZ), was insbesondere bei temperaturempfindlichen Materialien von Vorteil ist. Im Gegensatz dazu basiert das WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas-Schweißen), als Prozess 141 klassifiziert, auf einem Lichtbogen zwischen einer Wolframelektrode und dem Werkstück, wobei ein Inertgas wie Argon die Schmelze schützt.

Unterschiede in Präzision und Durchsatz

Während das WIG-Schweißen durch seine Stabilität und Qualität der Schweißnähte punktet, stößt es bei der Schweißgeschwindigkeit und Automation an Grenzen. Laserschweißen bietet hier entscheidende Vorteile: Es erreicht höhere Schweißgeschwindigkeiten und ermöglicht eine einfache Integration in automatisierte Produktionslinien. Anlagen wie die Sidanus Light von Sigma Laser bieten zudem flexible Anpassungsmöglichkeiten durch Module wie die Swivel Optics mit Teleskoplinse, was die Effizienz weiter steigert.

Typischerweise erreichen Laserschweißanlagen eine Schweißgeschwindigkeit von bis zu 10 m/min bei einer Einschweißtiefe von etwa 1 bis 2 mm, abhängig von der Materialdicke und -art. Die Wärmeeinflusszone bleibt dabei sehr gering, was Verzug minimiert und die Qualität der Schweißnaht erhöht.

Anwendungsfälle und wirtschaftliche Aspekte

In der Medizintechnik, Luft- und Raumfahrt sowie der Automobilindustrie ist die präzise Kontrolle der Wärmeeinflusszone entscheidend. Laserschweißen ermöglicht die Verarbeitung von Werkstoffen wie 1.4301 und 1.2343 ohne Verzug und mit hoher Schweißnahtqualität. Betriebe, die derzeit WIG schweißen und Präzisionsgrenzen erreichen, profitieren von der Automatisierung durch Systeme wie die Simass Base Unit, die für hohe Stückzahlen ausgelegt sind.

Die Integration von Laserschweißsystemen in bestehende Fertigungslinien kann die Produktivität erheblich steigern. Die Möglichkeit, komplexe Geometrien mit hoher Präzision zu schweißen, macht diese Technologie besonders attraktiv für Anwendungen, die eine hohe Wiederholgenauigkeit erfordern.

Fazit

• Laserschweißen bietet eine präzisere Kontrolle der WEZ.
• Höhere Schweißgeschwindigkeit und Automatisierungspotenzial.
• WIG-Schweißen bleibt relevant für Anwendungen, die eine hohe Schweißnahtfestigkeit bei geringer Geschwindigkeit erfordern.

Die Entscheidung zwischen Laserschweißen und WIG-Schweißen hängt von den spezifischen Anforderungen an Präzision, Durchsatz und Automatisierung ab. Systeme von Sigma Laser bieten vielfältige Optionen, um beide Verfahren effizient zu nutzen.

Wärmeeintrag und Verzug: Wo liegt der physikalische Unterschied?

Im industriellen Umfeld sind Präzision und Effizienz entscheidende Faktoren bei der Wahl des Schweißverfahrens. Der Vergleich zwischen Laserschweißen und WIG-Schweißen zeigt deutliche Unterschiede im Wärmeeintrag und dessen Auswirkungen auf den Verzug der Bauteile. Während der Lichtbogen beim WIG-Schweißen eine flächige Wärmequelle darstellt, arbeitet das Laserschweißen mit einer hohen Leistungsdichte in W/cm².

Wärmequelle und Streckenenergie

Der WIG-Prozess führt zu einem höheren Streckenenergie-Eintrag, was zu einer breiten Wärmeeinflusszone (WEZ) und einem erhöhten Verzugspotential führt. Im Gegensatz dazu erzeugt das Laserschweißen eine schmale Naht mit minimaler WEZ. Dies reduziert den Verzug erheblich und minimiert den Bedarf an Nacharbeit oder Richten, was letztlich Kosten spart.

Wirtschaftliche Auswirkungen

Verzug kann in der Fertigung signifikante Kosten verursachen, da nachträgliches Richten oder Anpassungen erforderlich sind. Die geringere WEZ beim Laserschweißen verringert solche Kosten und steigert die Wirtschaftlichkeit. Weitere Informationen zur Minimierung der Wärmeeinflusszone finden Sie in unserem Blogartikel.

Industrielle Anwendungen

Die präzise Steuerung der Wärme beim Laserschweißen prädestiniert es für Automatisierungsprozesse in der Schweißtechnik, insbesondere in Bereichen, die hohe Genauigkeit erfordern, wie der Medizintechnik oder der Luft- und Raumfahrt. Die Anlagen von Sigma Laser, wie die Sidanus Light oder Sineo Fibre, bieten hier herausragende Lösungen.

• Höhere Präzision durch schmale Naht
• Geringerer Verzug und damit weniger Nacharbeit
• Kosteneffizienz durch reduzierte Nachbearbeitung
• Ideal für automatisierte Fertigungsprozesse

Die Wahl des richtigen Schweißverfahrens ist entscheidend für die Effizienz und Qualität der Produktion. Das Laserschweißen bietet signifikante Vorteile, insbesondere in anspruchsvollen industriellen Anwendungen. Für eine präzise Strahlcharakterisierung ist die Norm ISO 11146 relevant, die die Messung der Strahlparameter wie M²-Wert und Strahldurchmesser regelt DIN Deutsches Institut für Normung e.V..

Laser vs. WIG: der direkte Vergleich

In der modernen Fertigungstechnik stehen Unternehmen vor der Herausforderung, das optimale Schweißverfahren für ihre spezifischen Anwendungen zu wählen. Während das WIG-Schweißen traditionell für seine Präzision und Vielseitigkeit bekannt ist, bietet das Laserschweißen durch technologische Innovation und Automatisierbarkeit bedeutende Vorteile. Besonders in der Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie sowie in der Medizintechnik sind die Möglichkeiten der Automatisierung in der Schweißtechnik entscheidend. Anlagen wie die Sidanus Light von Sigma Laser sind hier wegweisend.

Vergleich von Schweißverfahren

Der direkte Vergleich zeigt, dass das Laserschweißen in vielen Aspekten überlegen ist, insbesondere wenn Automatisierung und Reproduzierbarkeit Priorität haben. Die Anlagen von Sigma Laser, wie die Sineo Light und die Siega Fibre, sind für diese Anforderungen optimiert. Beachten Sie die mit Ihrer Anlage gelieferten Sicherheitsrichtlinien; Sigma bietet zertifizierte Bedienerschulungen an.

Ein weiterer Vorteil des Laserschweißens ist die Möglichkeit, eine Vielzahl von Materialien zu bearbeiten, darunter Edelstähle wie 1.4301 und Werkzeugstähle wie 1.2343. Die Flexibilität und Präzision der Sigma Laser Anlagen ermöglichen es, selbst anspruchsvolle Schweißaufgaben in der Luft- und Raumfahrt oder der Medizintechnik effizient zu lösen. DIN Deutsches Institut für Normung e.V..

Wann bleibt WIG die richtige Wahl?

Das WIG-Schweißen ist ein etabliertes Verfahren, das in bestimmten Anwendungsfällen seine Stärken ausspielt. Besonders bei dicken Querschnitten in Wannenlage oder im Baustellen- und Rohrleitungsbau zeigt das Verfahren seine Vorteile. Die Investitionskosten sind im Vergleich zu Laserschweißanlagen geringer, und die bereits vorhandene WIG-Qualifikation der Fachkräfte kann direkt genutzt werden.

Industrielle Anwendungen für WIG

In der Praxis wird WIG-Schweißen häufig in Bereichen eingesetzt, wo Präzision und manuelle Kontrolle entscheidend sind. Dazu gehören:

• Rohrleitungsbau, bei dem komplexe Geometrien und schwer zugängliche Stellen geschweißt werden müssen
• Wartungsarbeiten an bestehenden Anlagen, bei denen Flexibilität und Mobilität im Vordergrund stehen
• Anwendungen, bei denen die Schweißnahtqualität und das optische Erscheinungsbild eine hohe Priorität haben

Grenzen des WIG-Schweißens

Im Vergleich zum Laserschweißen bietet das WIG-Verfahren jedoch auch Einschränkungen. Die Wärmeeinflusszone ist größer, was zu Verzug und einer geringeren Schweißnahtfestigkeit führen kann. Die Schweißgeschwindigkeit ist zudem meist niedriger, was sich auf die Produktivität auswirkt. Bei der Automatisierung von Schweißprozessen in der Präzisionsfertigung bietet das Laserschweißen klare Vorteile.

Die Entscheidung für ein Schweißverfahren sollte auf einer fundierten Analyse der spezifischen Anforderungen basieren. Während WIG in bestimmten Szenarien weiterhin die richtige Wahl bleibt, eröffnet das Laserschweißen – wie es von Sigma Laser angeboten wird – neue Möglichkeiten, insbesondere in der Präzisionsfertigung und bei hohen Stückzahlen.

Wann rechnet sich der Umstieg auf den Laser?

Die Entscheidung für den Einsatz von Laserschweißen in der industriellen Fertigung basiert oft auf wirtschaftlichen Überlegungen, die über das reine Schweißverfahren hinausgehen. Im Vergleich zum WIG-Schweißen bietet das Laserschweißen wesentliche Vorteile, darunter geringere Nacharbeitskosten, reduzierte Ausschussraten und eine gesteigerte Taktzeit. Diese Faktoren tragen erheblich zur Senkung der Gesamtkosten bei.

Wirtschaftliche Trigger für den Umstieg

• Nacharbeitskosten: Durch die präzise Steuerung der Wärmeeinflusszone beim Laserschweißen können Verformungen minimiert und Nacharbeiten deutlich reduziert werden.
• Ausschuss: Dank der reproduzierbaren Qualität durch gespeicherte Schweißprogramme sinkt die Ausschussrate signifikant.
• Taktzeit: Die Schweißgeschwindigkeit ist beim Laser oft höher, was die Produktionszyklen verkürzt und die Effizienz steigert.
• Qualität: Die automatisierte Schweißtechnik sorgt für konsistente Ergebnisse und erhöht die Schweißnahtfestigkeit.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Automatisierung der Schweißtechnik. Automatisierte Systeme wie die Simass Base Unit oder die Simass Rotate von Sigma Laser ermöglichen eine flexible Anpassung der Schweißparameter, was besonders in Branchen mit hohen Stückzahlen, wie der Medizintechnik oder der Automobilindustrie, vorteilhaft ist. Diese Systeme bieten eine hohe Wiederholgenauigkeit und Prozessstabilität, was durch die Einhaltung von Normen wie der EN ISO 15614 für die Qualifizierung von Schweißverfahren unterstützt wird.

Die Entscheidung für den Umstieg auf das Laserschweißen sollte jedoch auf einer soliden Kosten-Nutzen-Analyse basieren. Ein detaillierter Blogbeitrag bietet tiefere Einblicke in die Berechnung des Return on Investment (ROI) für Laserschweißanlagen.

Nahtqualität und Normen: Bewertungsgruppen im Vergleich

Die Nahtqualität ist ein wesentlicher Faktor bei der Auswahl des Schweißverfahrens in der industriellen Fertigung. Beim Laserschweißen, einer Technologie, die in Anlagen von Sigma Laser genutzt wird, spielen insbesondere die Normen DIN EN ISO 13919 für Strahlschweißen und DIN EN ISO 5817 für Lichtbogenschweißen eine entscheidende Rolle. Diese Normen definieren die Bewertungsgruppen für Schweißnähte und beeinflussen maßgeblich die Abnahme und die Schweißanweisungen (WPS).

Bewertung nach DIN EN ISO 13919

Vergleich mit DIN EN ISO 5817

Im Gegensatz dazu behandelt die DIN EN ISO 5817 die Bewertung von Schweißnähten, die mit Lichtbogenverfahren wie dem WIG-Schweißen hergestellt werden. Diese Verfahren sind oft mit einer größeren Wärmeeinflusszone verbunden, was zu größeren Verformungen führen kann. Der Vergleich der Schweißparameter zeigt, dass das WIG-Schweißen oft weniger präzise ist, jedoch in bestimmten Anwendungen, wie beim Schweißen dickerer Materialien, immer noch von Vorteil sein kann. Typische Materialien für das WIG-Schweißen umfassen rostfreie Stähle wie 1.4301 und Werkzeugstähle wie 1.2343, die aufgrund ihrer thermischen Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit häufig eingesetzt werden.

In der Praxis bedeutet dies, dass die Wahl zwischen Laserschweißen und WIG-Schweißen sowohl von den spezifischen Anforderungen an die Nahtqualität als auch von den geltenden Normen abhängig ist. Sigma Laser bietet mit seinen stationären und mobilen Anlagenlösungen, wie der Sidanus Light oder der Sineo Fibre, umfassende Möglichkeiten zur Automatisierung in der Schweißtechnik und trägt zur Erfüllung der höchsten Qualitätsstandards bei. Die Anlagen sind in der Lage, präzise Schweißnähte mit minimaler Wärmeeinflusszone zu erzeugen, was insbesondere in der Serienfertigung von Vorteil ist.

Für die Charakterisierung der Strahleigenschaften kann die ISO 11146 herangezogen werden, die die Messung der Strahlqualität und -divergenz beschreibt, um die Effizienz und Präzision der Laserschweißprozesse weiter zu optimieren.

Der Umstieg in der Praxis: Qualifikation, Programme, Integration

Qualifikation der Mitarbeiter

Der Umstieg vom WIG-Schweißen auf Laserschweißen in Ihrem Betrieb erfordert eine gezielte Einarbeitung der Mitarbeiter. Sigma Laser bietet umfassende Schulungsprogramme, die Bediener mit den spezifischen Anforderungen und Vorteilen des Laserschweißverfahrens vertraut machen. Dank der fortschrittlichen Beobachtungsoptik können selbst WIG-Schweißer präzise und effizient arbeiten.

Die Qualifikation der Schweißer gemäß der Norm DIN EN ISO 9606-1 ist ein wichtiger Schritt, um die Qualität und Sicherheit der Schweißarbeiten zu gewährleisten. Diese Norm legt die Anforderungen an die Prüfung von Schweißern für metallische Werkstoffe fest.

Integration von Programmen

Die Integration von Laser- in bestehende Fertigungsprozesse wird durch die Möglichkeit erleichtert, bis zu 50 Programme direkt auf der Anlage zu speichern. Dies ermöglicht eine schnelle Anpassung an wechselnde Produktionsanforderungen und steigert die Effizienz. Die richtige Programmauswahl ist entscheidend für die optimale Nutzung der Laserschweißtechnik.

Automatisierung und Sicherheitskonzepte

Eine geschlossene CNC-Anlage mit integriertem Sicherheitskonzept sorgt nicht nur für Sicherheit, sondern auch für eine erhebliche Steigerung der Produktivität. Die Automatisierung der Schweißtechnik reduziert den manuellen Aufwand und verbessert die Qualität der Schweißnähte. Die Anlagen von Sigma Laser bieten umfassende Möglichkeiten zur Prozesssteuerung und -überwachung.

Die Automatisierung durch Systeme wie die Simass Base Unit ermöglicht eine präzise und reproduzierbare Schweißqualität, insbesondere in Branchen wie der Medizintechnik und der Automobilindustrie, wo hohe Stückzahlen und Zuverlässigkeit gefordert sind.

Für weitere Informationen besuchen Sie unseren Hub zur Laserschweißtechnik.