#01 Was ist Laserschweißen und wie funktioniert es? 1/2

Summary

In diesem Videopodcast wird das Thema Lasersicherheit umfassend behandelt. Lukas erklärt detailliert die Funktionsweise von Lasern, insbesondere im Zusammenhang mit dem Laserschweißen. Der Begriff Laser wird als Akronym für 'Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation' erläutert, und es wird auf die verschiedenen Arten von Lasern wie CW- und QCW-Laser eingegangen. Dabei werden technische Aspekte wie die Laserquelle, optische Komponenten und die Bedeutung von Fasern und Strahlqualität besprochen. Sicherheitsaspekte, insbesondere bei der Handhabung von Lasern und der Gefahr von Streustrahlung, werden ebenfalls thematisiert. Abschließend wird die Bedeutung von Schutzmaßnahmen wie Schutzbrillen und Helmen betont.

Takeaways

• 😀 Laser ist ein Akronym für 'Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation' (Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung).
• 😀 Beim Laserschweißen werden häufig CW-Laser (Continuous Wave) verwendet, bei denen die Leistung kontinuierlich abgegeben wird.
• 😀 Der QCW-Laser (Quasi-Continuous Wave) hat einen höheren Duty Cycle und ist somit effizienter in der Kühlung als normale gepulste Laser.
• 😀 Nanosekunden- und Picosekunden-Laser erzeugen hohe Intensitäten, sind aber in der Industrie bisher weniger gefragt.
• 😀 Laserquellen können luft- oder wassergekühlt sein, wobei Glasfasern als Hauptübertragungsmedium für den Laserstrahl dienen.
• 😀 Ein 'Combiner' ist ein Bauteil, das Laserlicht aus mehreren Fasern kombiniert, bevor es zu einer einzigen Faser weitergeleitet wird.
• 😀 In Lasern werden aktive Phasen aus speziellen Kristallen wie Terbium und Neodym verwendet, die das Licht erzeugen.
• 😀 Pumpmodule, die in Lasern verwendet werden, bestehen meist aus LEDs oder LED-Lasern, die das aktive Medium anregen.
• 😀 Laserschweißgeräte erfordern eine sorgfältige Handhabung, insbesondere bei den optischen Komponenten, die empfindlich sind und leicht beschädigt werden können.
• 😀 Die Laserstrahlung kann bei bestimmten Materialien, wie z.B. Edelstahl, Streustrahlung erzeugen, die Sicherheitsrisiken darstellt, weshalb geeignete Schutzkleidung erforderlich ist.

Q & A

Was bedeutet der Begriff 'Laser' und woher kommt der Name?

Der Begriff 'Laser' ist ein Akronym für 'Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation', was auf Deutsch 'Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung' bedeutet. Es beschreibt den Prozess, bei dem Licht durch Wechselwirkungen mit Atomen verstärkt wird.

Was ist der Unterschied zwischen einem CW-Laser und einem QCW-Laser?

Ein CW-Laser (Continuous Wave) erzeugt kontinuierlich eine gleichmäßige Leistung, während ein QCW-Laser (Quasi-Continuous Wave) eine höhere Duty-Cycle hat und daher eine höhere Leistung bei geringerem Kühlungsaufwand ermöglicht.

Warum wird in der Lasertechnologie die Kühlung von Laserquellen benötigt?

Laserquellen erzeugen hohe Energiemengen, die abgeführt werden müssen, um Überhitzung und Schäden an den Komponenten zu vermeiden. Daher werden in vielen Lasersystemen Luft- oder Wassergekühlte Quellen eingesetzt.

Wie funktioniert der Prozess der Laserstrahlführung in einem Laserschweißgerät?

Der Laserstrahl wird durch Glasfasern geleitet, die das Licht vom Lasermodul zu den optischen Komponenten des Schweißgeräts transportieren. Diese Fasern bündeln das Licht und leiten es zum Schweißprozess.

Welche Rolle spielen 'aktive Phasen' in einem Faserlaser?

Aktive Phasen in einem Faserlaser bestehen aus speziellen Kristallen wie Terbium oder Neodym, die das Licht durch stimulierte Emission erzeugen. Diese Kristalle werden durch Pumpmodule angeregt, um die notwendige Energie für den Laserstrahl zu erzeugen.

Was ist der Unterschied zwischen reflektierenden Materialien wie Edelstahl und Kupfer bei der Lasermaterialbearbeitung?

Kupfer hat eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit und reflektiert einen Großteil des Laserstrahls, was es schwierig macht, es mit einem Laser zu schweißen. Edelstahl absorbiert hingegen mehr Laserenergie und ist leichter zu bearbeiten.

Warum ist es wichtig, beim Arbeiten mit Laserschweißgeräten Schutzkleidung zu tragen?

Der Laserstrahl kann Streustrahlung erzeugen, die für den Bediener gefährlich sein kann. Daher sind Schutzbrillen, Helme und Handschuhe notwendig, um den Bediener vor Schäden zu schützen.

Wie beeinflusst der Faserdurchmesser die Qualität des Laserstrahls?

Ein kleinerer Faserdurchmesser führt zu einem kleineren Fokus und einer höheren Intensität des Laserstrahls, was präzisere Schweißnähte und weniger Streustrahlung ermöglicht. Dies ist besonders wichtig bei der Bearbeitung von reflektierenden Materialien.

Welche Gefahren bestehen bei der Verwendung von Lasern auf hochreflektierenden Materialien wie Edelstahl?

Bei hochreflektierenden Materialien wie Edelstahl können größere Anteile des Laserstrahls zurückreflektiert werden, was zu Streustrahlung führt, die gefährlich für den Bediener ist. Zudem können beim Erwärmen von Edelstahl giftige Dämpfe wie Chrom entstehen.

Warum wird Argon oder Stickstoff als Prozessgas beim Laserschweißen verwendet?

Argon und Stickstoff sind inerte Gase, die dazu verwendet werden, den Sauerstoff von der Prozesszone fernzuhalten. Dies verhindert Oxidation und sorgt für eine saubere Schweißnaht ohne Verunreinigungen.