Laserstrahlhärten zum Härten lokal beanspruchter Bauteile: Integration in die Fertigung ermöglicht schlanke Prozesse

Das Laserstrahlhärten hat sich als Verfahren zum Härten lokal beanspruchter Bauteile durch die Verfügbarkeit von Hochleistungsdiodenlasern und einer Reihe von systemtechnischen Entwicklungen der letzten Jahre als Ergänzung zu klassischen Härteverfahren etabliert. Besonders der Formen- und Werkzeugbau aber auch die Automobilindustrie setzt zunehmend häufiger dieses Verfahren ein. Um solche Prozesse einfach anwendbar zu machen, hat das Fraunhofer IWS in Dresden mehrere systemtechnische Lösungen entwickelt. Als Basis wird die temperaturgeführte Laserleistungsregelung LompocPro eingesetzt, die neben der Prozessregelung auch die Prozessüberwachung und Sicherung der Prozessdaten zur Qualitätsdokumentation realisiert. Für anspruchsvolle Temperaturmessaufgaben, die mit normalen Pyrometern nicht ausreichend gut gelöst werden können, kann das kamerabasierte Temperaturerfassungssystem E-MAqS eingesetzt werden. Es werden v erschiedene technische Lösungen zum Laserstrahlhärten vorgestellt und besile für die Integration in Fertigungszellen beschrieben

Harte Linie: Laserstrahlhärten - Integration in die Fertigung ermöglicht schlanke Prozesse

Durch die Verfügbarkeit von Hochleistungsdiodenlasern hat sich das Verfahren des Laserstrahlhärtens bei lokal beanspruchten Bauteilen in den letzten Jahren etabliert. Besonders die Automobilindustrie setzt zunehmend häufiger dieses Verfahren ein. Deshalb wird die Integration in die Fertigung ein bedeutender Schritt sein. Eine 6-Achs Portalmaschine oder eine roboterbasierte Anlage mit dem entsprechenden Arbeitsraum sind sehr flexibel. Im Automobilbereich wird das Verfahren bei entsprechender Integration in eine Fertigungszelle bei Turboladerwellen für Nutzfahrzeuge im Bereich der Lagerstellen partiell mit dem Laser gehärtet. Die Taktzeiten liegen im Bereich von 60 Sekunden. Es ist auch eine Integration direkt in die Werkzeugmaschine möglich

Laserstrahlhärten - Integration in die Fertigung ermöglicht schlanke Prozesse

Laserstrahlhärten hat sich als Verfahren zum Härten lokal beanspruchter Bauteile durch die Verfügbarkeit von Hochleistungsdiodenlasern und einer Reihe von systemtechnischen Entwicklungen der letzten Jahre als Ergänzung zu klassischen Härteverfahren etabliert. Neben der Automobilindustrie setzt insbesondere der Werkzeug- und Formenbau zunehmend dieses Verfahren ein

Precise hardening with high-power diode lasers using beam-shaping mirror optics

Heat Treatment is one of the most promising application of multi kilowatt high power diode lasers. Providing a sufficient beam quality HPDL's have the advantage of their high efficiency comparing to Nd:YAG-lasers. Application of scanning mirror optics for multi kilowatt lasers is well known at CO2- or Nd:YAG-lasers. Fraunhofer IWS has developed a special driver unit, which generates automatically an optimized scanning function to provide a stress adapted intensity profile. Know the application of this technology at multi kilowatt high power diode lasers has been implemented successfully. Using 2.5 kW diode laser power hardening tracks of 30 mm in width and a penetration of about 1 mm are possible. Applying the temperature guide laser power controller LompocPro additionally, stress adapted hardening of edges with varying cross sections became possible. Besides hardening this system allows heat treatment with a rectangular beam of 5 x 85 mm2. Some applications show the performance of this technology

New developments in high power diode laser welding

Welding thin sheet metal with high power diode lasers closes the feed rate gap between conventional techniques like TIG-or plasma-welding and CO(sub 2)-or Nd:YAG-laser welding. Because of its size a high power diode laser can be integrated in common mobile linear welding devices. The weld seams are narrower comparing to TIG-welding, even with filler wire. Deep penetration welding with filler wire is performed with a lower heat input if a high power diode laser is used. That minimizes distortion and refinishing. Some applications for mobile use of high power diode lasers are presented. Heat treatment of conventional or laser beam welded carbon steel or TRIP-steel sheets is used to avoid cracking. High power diode lasers are well suited for that task. Surface temperature controlled post heat treatment of crack sensitive welds is presented in the paper