Vid lasersvetsning fogas metalldelar genom att en koncentrerad laserstråle fokuseras på fogen. Strålen smälter en smal zon av materialet på båda sidor om fogen, den smälta metallen flyter samman och stelnar, och delarna blir en enhet. Eftersom energin tillförs i en mycket liten punkt värms det omgivande materialet upp betydligt mindre än vid bågsvetsning – vilket ger mindre deformation, en smalare värmepåverkad zon och en renare svets som ofta behöver lite eller ingen slipning. Metoden passar särskilt bra för tunnplåt, rostfritt stål och precisa delmontage, och den blir som jämnast när svetshuvudet förs av en robot.

Nedan förklarar vi hur processen fungerar, hur den står sig mot TIG och MIG, var gränserna går och hur vi använder den i vår egen robotsvetscell i Prag.

Så fungerar lasersvetsning

Ett modernt lasersvetssystem består av tre delar: en laserkälla, en överföringsväg och ett svetshuvud.

Källan. I dag används oftast en fiberlaser för industriell lasersvetsning; strålen genereras då inuti en optisk fiber. Fiberlasrar är kompakta, effektiva och ger en stråle som kan fokuseras mycket snävt.
Överföringen. Strålen leds genom en flexibel fiberoptisk kabel till svetshuvudet. Det är det som gör det praktiskt att montera huvudet på en robotarm.
Huvudet. Optik fokuserar strålen på fogen. Skyddsgas skyddar smältbadet mot omgivande luft, och beroende på fogen kan tillsatstråd matas in i svetsen.

Två svetslägen

Lasersvetsning sker i två huvudsakliga regimer:

Värmeledningssvetsning. Vid lägre effekttäthet smälter ytan och värmen sprids in i materialet genom ledning. Resultatet är en grund, bred och mycket slät svets – bra för synliga fogar och tunt material.
Nyckelhålssvetsning (keyhole). Vid högre effekttäthet förångas metallen lokalt och bildar en smal kanal – nyckelhålet – som låter strålen tränga djupt ned i fogen. Resultatet är en djup, smal svets med en liten värmepåverkad zon.

Vilket läge som används är en fråga om effekt, fokus och svetshastighet, och det väljs utifrån fogen och materialet.

Lasersvetsning jämfört med TIG och MIG

Varje process har sin plats. Jämförelsen nedan är kvalitativ – verkliga värden beror på material, tjocklek, fogutformning och utrustning.

	Lasersvetsning	TIG	MIG / MAG
Värmetillförsel	Låg, koncentrerad	Måttlig	Högre
Deformation av tunnplåt	Låg	Måttlig	Högre
Svetsens utseende	Smal, ren	Mycket ren i händerna på en skicklig svetsare	Bredare, kan behöva efterbearbetning
Slipning efter svetsning	Minimal	Måttlig	Ofta nödvändig
Sprut och UV	Ingen UV från ljusbåge, inget sprut	UV från ljusbågen	UV och sprut
Krav på fogpassning	Höga	Förlåtande	Mest förlåtande, överbryggar spalter
Förbrukning av tillsatsmaterial	Låg	Måttlig	Hög
Lämpar sig för	Tunnplåt, rostfritt, precisa delmontage	Manuella svetsar av hög kvalitet	Grövre gods, hög insvetsningshastighet
Automatisering	Mycket väl lämpad för robotar	Möjlig	Brett automatiserad

Där lasersvetsning vinner

Tunn rostfri plåt. Låg värmetillförsel gör att panelerna förblir plana och att svetsen missfärgas mindre. Mindre riktarbete, mindre slipning, mindre omarbete.
Synliga fogar. En smal, jämn svets som behöver minimal efterbearbetning.
Precisa delmontage. När delarna kommer från en noggrann plåtkedja är passningen tillräckligt bra för att lasern ska göra sitt bästa arbete – och montaget behåller sina mått efter svetsningen.
Repeterbarhet. På en robot följer varje svets samma bana med samma hastighet. Den jämnheten spelar roll för detaljer som ska tåla lång cyklisk belastning.

Där den inte gör det

En ärlig artikel måste också säga när lasersvetsning är fel val:

Dålig passning. Strålen är smal. Breda eller ojämna spalter som en MIG-svetsare enkelt överbryggar kan bli ett problem för en laser. Lasersvetsning belönar noggranna detaljer och straffar slarviga.
Grovt gods och tung svetsning. För mycket tjock plåt eller arbeten med hög insvetsningshastighet är bågsvetsprocesser ofta mer praktiska.
Starkt reflekterande metaller. Material som aluminium och koppar reflekterar en stor del av strålen och kräver anpassade parametrar och erfarenhet.
Utrustningskostnad och säkerhet. Lasersystem kostar mer än bågsvetsaggregat, och lasern i sig är en allvarlig risk som måste hanteras enligt regler för lasersäkerhet. Att det saknas UV-strålning från ljusbåge och sprut gör inte strålen ofarlig.

Hur stark är en lasersvets?

Hållfastheten beror på fogutformning, inträngning, material och utförandets kvalitet – inte bara på processens namn. En välkonstruerad, helt genomsvetsad lasersvets kan vara ett fullt bärande konstruktionsförband; en med dålig passning blir det inte. Därför anger vi inga generella hållfasthetsvärden. Vi dimensionerar förbandet för lastfallet och bygger svetsade konstruktionsdelmontage för att tåla tio år eller mer av cyklisk belastning.

Varför en robot ska föra svetshuvudet

En laser är precis, men bara så precis som banan den följer. Därför är vår lasersvetsning robotiserad.

I vår cell bärs ett IPG LightWELD XR-svetshuvud med fiberlaser av en kollaborativ FANUC CRX-robot. Några av våra CRX-kobotar går på en linjärbana som sjunde axel, så att en robot täcker ett helt arbetsområde – även långa ramar och stora paneler. En 3D-kamera styr banan, och svetsar kan köras övervakat eller autonomt. Roboten håller exakt samma bana med exakt samma hastighet varje gång – det är därifrån den låga deformationen och repeterbarheten kommer.

Samma kobotar gör mer än att svetsa: de monterar delmontage automatiskt och betjänar Mazak-CNC:n och andra maskiner. En svetsad ram kan därför gå genom bockning, svetsning och bearbetning utan att lämna teamet. Detaljer finns på tekniksidan.

Laserrengöring före och efter svetsningen

Svetskvaliteten börjar före svetsningen. Oljor, oxider och ytskikt på fogen kan orsaka porer och en ojämn svets. I vårt arbetsflöde ingår laserrengöring av fogen före svetsningen och av svetsen efteråt, som en del av samma process, så att ytan är förberedd och resultatet färdigt utan en extra vända till en annan arbetsstation.

På rostfritt stål är anlöpningsfärger och ytoxider en återkommande fråga. Ett av våra referensprojekt är en handhållen elektrokemisk rengöringspistol konstruerad för just den uppgiften – du hittar den på sidan arbeten.

Konstruera en detalj för lasersvetsning – checklista

Planera för snäv passning. Håll spalterna små och jämna; noggrann bockning och stansning tidigare i kedjan lönar sig här.
Välj fogtyp tidigt. Stumfogar, överlappsfogar, kälfogar och kantfogar beter sig olika; berätta vilken last fogen ska bära.
Lämna åtkomst för huvudet. Roboten behöver fri sikt och utrymme att röra sig längs fogen.
Markera synliga fogar. Om en fog är kosmetisk, säg det – det påverkar hur vi ställer in och efterbehandlar den.
Tänk på fixturen. Självlokaliserande detaljer som flikar och slitsar gör montage lättare att positionera och minskar fixturarbetet.
Ange material och ytans skick. Rostfritt, konstruktionsstål, belagt eller obehandlat – vart och ett kräver egna parametrar.

Vanliga frågor

Vad används lasersvetsning till?

Den används brett överallt där precisa förband med låg deformation behövs – montage av tunnplåt, rostfria kåpor och ramar, konstruktionsdelmontage och detaljer med synliga fogar. Vi använder den för ramar, paneler och delmontage till maskiner som vi bygger.

Är lasersvetsning starkare än TIG eller MIG?

Inte per definition. Hållfastheten kommer från fogutformning, inträngning och utförande. En lasersvets kan vara fullt bärande; fördelen ligger i låg deformation och repeterbarhet, inte i en starkare etikett.

Behöver lasersvetsning tillsatstråd?

Inte alltid. Vissa fogar svetsas utan tillsatsmaterial, andra med tråd. Lasersvetsning förbrukar i regel mindre tillsatsmaterial än bågsvetsning.

Kan lasersvetsning användas på tunt rostfritt stål?

Ja – det är en av dess starkaste tillämpningar. Låg värmetillförsel håller tunna paneler plana och begränsar missfärgningen.

Svetsar ni enstaka detaljer eller bara serier?

Båda. Vår cell är uppsatt för enstycksdetaljer och småserier, vid sidan av resten av våra tjänster.

Nästa steg

Har du ett svetsat montage som ska förbli plant, se rent ut och bära last i många år? Skicka modellen och berätta vad det ska klara. Vi tittar på fogarna, passningen och ordningsföljden och säger om lasersvetsning är rätt process – eller inte. Kontakta oss.

Lasersvetsning förklarad: hur det fungerar, hur starkt det är och när en robot ska föra svetshuvudet