Laserlöten mit Diodenlasern

Hohe Prozessgeschwindigkeit, geringer Wärmeeintrag sowie glatte, dichte und saubere Lötnähte zeichnen das Laserlöten mit Laserline Diodenlasern besonders aus.

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Hartlöten im Automobil – Karosseriebau

Auf dem Gebiet des Hartlötens in der Automobilindustrie haben sich Laserline Diodenlaser im praktischen Einsatz mit über 800 Systemen weltweit in verschiedenen Anwendungen durchgesetzt. Große Prozessvorteile sind die auffallend ruhigen Schmelzbäder und die optisch sehr ansprechenden Lötnähte.

Bereits seit Mitte der 90er Jahre wird das Laserstrahllöten im Karosseriebau eingesetzt. Insbesondere in sichtbaren Nähten in der Außenhaut bietet das Laserstrahllöten vorteilhafte Eigenschaften. Geringer Verzug, eine steife, lackierbare Verbindung und nahezu keine Nacharbeit machen dieses Verfahren einzigartig. Das Laserstrahllöten verbessert die Ästhetik der Fügestelle gegenüber dem Laserstrahl- oder Punktschweißen so deutlich, dass eine Dachnaht nicht mehr mit einer Kunststoffleiste abgedeckt werden muss.

Ermöglicht wurde dieses Verfahren mit den ersten fasergekoppelten Bearbeitungslasern, den lampengepumpten Nd:YAG Lasern. 2001 kam erstmals ein Laserline Diodenlaser zum Laserstrahllöten in der Heckklappenfertigung des Audi A3 zum Einsatz. 

Löten mit Laser – Das Verfahren

Fügeverfahren, bei denen das Hartlot mit Hilfe eines Industrielasers aufgeschmolzen wird, haben sich vor allem in der Serienfertigung von Automobilkarosserien etabliert. Das Laserstrahllöten dient dort zumeist zum Fügen von verzinkten Stahlblechen oder Leichtbauteilen aus Aluminium. Das Laserlöten Automobil wird gewöhnlich mittels einer Lötoptik realisiert, die in einen Roboter integriert ist. Der Laserstrahl wird an der Fügestelle entlanggeführt, wo er das Hartlot – etwa einen Kupfer-Silizium-Draht – aufschmilzt und so die Bauteile verbindet. Der Erfolg des Laserlöten Verfahrens beruht auf der schweißnahtähnlichen Festigkeit sowie der hohen ästhetischen Qualität der Fügungen: Lötnähte mittels Diodenlaser sind für seine dichten, glatten und sauberen Strukturen bekannt. Das ist optisch attraktiv und reduziert Nachbearbeitungen auf ein Minimum. Karosserien zum Beispiel können oft unmittelbar nach dem Reinigen lackiert werden.

Die Prozessvorteile des Diodenlasers

Auf dem Feld des laserbasierten Hartlötens haben sich Laserline Diodenlaser weltweit im praktischen Einsatz durchgesetzt. Über 800 LDF Diodenlaser sind weltweit in verschiedenen Anwendungen im Automobilrohbau erfolgreich im Dauereinsatz. Neben den Forderungen nach hoher Festigkeit und einer möglichst schmalen Wärmeeinflusszone werden hier für Sichtnähte besonders hohe Ansprüche an die Optik der Fügestelle gestellt. Ein großer Prozessvorteil von Diodenlasern sind die auffallend ruhigen Schmelzbäder.

Enorme Prozessvorteile erzielt zudem das von Laserline entwickelte Multi-Spot-Modul beim Hartlöten mit Triple-Spot: Beim oft schwierigen Hartlöten feuerverzinkter Bleche kann mit dieser Technik die gewohnt hohe Lötnahtqualität ohne Verringerung der Prozessgeschwindigkeit erreicht werden.

Hartlöten mit Triple Spot

Anwendungsbeispiele

Feuerzink-Hartlöten mit Triple-Spot

In der Fertigung von Automobilkarosserien hat das Hartlöten mit Lasern schon seit langem seinen festen Platz. Der zunehmende Einsatz feuerverzinkter Bleche führte jedoch zuletzt zu Problemen: Die Zahl der Mikrospritzer und Wavelets wuchs und zwang zur Reduktion der Prozessgeschwindigkeit. Mit einem variablen Multi-Spot-Modul, bei welchem dem Hauptspot Nebenspots vorgelagert sind, hat Laserline eine bahnbrechende Lösung entwickelt: Die Vorspots tragen am Rand der Lötnaht die Verzinkung ab und beruhigen so den Lötprozess, der damit wieder mit gewohnter Geschwindigkeit ablaufen kann. Das Verfahren gilt als zukunftsweisend.

Hartlöten galvanisch verzinkter Bleche

Wo nach wie vor galvanisch (d.h. auf Elektrolytbasis) verzinkte Bleche verarbeitet werden – man spricht auch von Elo-Zink bzw. elo-verzinkten Blechen – genügen beim Hartlöten Diodenlaser mit einem klassischen Single-Spot. Die Strahlquelle wird dabei meist in spezielle Lötroboter integriert. Dank der ruhigen Schmelzbäder, die Diodenlaser erzeugen, gelingt das Aufschmelzen der typischen Hartlote auf Silber- oder Messingbasis problemlos. Es entstehen formschöne Nähte von hoher Qualität.

Bei der Fertigung des VW Touran in Wolfsburg konnte in einem Verfahrensvergleich zum Laserlöten zwischen einem 4 kW YAG und einem 6 kW Diodenlaser die Prozesssicherheit des LDF Diodenlasers in der Serienfertigung überprüft werden.