coaxworks laser welding head wireM (also coaxwire) as a processing head for laser wire deposition (transparent background)

Überblick

Der koaxiale Laserschweißkopf wireM ist eine auswechselbare Ausrüstung für Roboter- und CNC-Laserbearbeitungsmaschinen. Er überzeugt in Forschung und Lehre sowie im industriellen Umfeld durch eine kompakte Bauform, einfache Bedienbarkeit und langlebige Robustheit. Die neueste Version bietet zahlreiche Konfigurationsvarianten und noch mehr technische Schnittstellen für Peripheriegeräte.

Im nebenstehenden Produktflyer sind die Merkmale und Vorteile des Schweißkopfes zusammengefasst. Anhand der enthaltenen Konfigurationsliste kann zudem ein Bestellcode ausgewählt werden.

Blättern Sie im digitalen Flyer und fragen Sie Ihre Konfiguration jetzt hier an:

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Im Folgenden werden die technischen Besonderheiten des Laserschweißkopfes wireM in Form von Daten, Prozess- und Integrationsvorteilen vorgestellt.

Prozessvorteile

coaxworks direction-independent welding due to 3-beam system
  • Flexibles und richtungsunabhängiges Schweißen mit robustem 3‑Strahl‑Design

Die drei koaxialen Laserstrahlen des wireM schmelzen den Draht im Prozess gleichmäßig auf. Unabhängig in welche Richtung sich der Laserschweißkopf über das Werkstück bewegt, die Schweißnaht erhält die gleiche Form. Dies vereinfacht die Prozessprogrammierung und ermöglicht die Bearbeitung komplexerer Werkstückgeometrien. Darüber hinaus sind dank des robusten Designs neben der senkrechten Wannenlage auch horizontale und steigende Schweißpositionen möglich.

So können Sie unseren Laserschweißkopf für eine Vielzahl von Anwendungen nutzen:

Anwendungen
coaxworks wireM for up to 4 kW laser power
  • Produktive Prozesse mit bis maximal 4 kW Laserleistung und bis zu 2,5 kg/h Abschmelzleistung

Die Abschmelzleistung gibt die aufgebrachte Materialmenge pro Zeit an – dies ist häufig eine der wichtigsten Bewertungsgrößen, wenn die Prozessproduktivität betrachtet wird. Die Wahl der Laserleistung und der Einsatz der zusätzlichen Heißdraht-Funktion ergeben die maximal möglichen Werte.

Der Laserschweißkopf wireM wird für Langzeitprozesse mit bis zu 4 kW Laserleistung eingesetzt. Mit der optional wählbaren Heißdrahtausrüstung kann beispielsweise für Stahl bis zu 2,5 kg/h an Abschmelzleistung erreicht werden.

coaxworks wireM for up to 4 kW laser power
coaxworks uses laser welding with minimal material influence to prevent distortion
  • Minimale Materialbeeinflussung am Werkstück durch präzisen Laserstrahl

Die Energie eines Laserstrahls kann sehr gezielt für den Schweißprozess fokussiert werden. Die Umgebung der Schweißnaht wird so kaum beeinflusst. Der Prozess läuft sauber und zumeist ohne Schweißrauch ab. Durch den minimierten Energieeintrag fällt der mögliche temperaturbedingte Bauteilverzug geringer aus als bei anderen Schweißarten. Dadurch ist weniger bis keine Nachbearbeitung nötig.

coaxworks fast wire adjusment e. x. to compensate wire cast
  • Schnelle Drahtpositionierung mittels XYZ-Verstelleinheit

Für einen langzeitstabilen Prozess ist es erforderlich, dass der Schweißdraht mittig im Laserfokus in das Schmelzbad einläuft. Dank der im wireM integrierten XYZ-Verstelleinheit der Drahtzufuhr kann diese genaue Positionierung vorgenommen werden. Dadurch lassen sich auch die herstellungsbedingt variierende Eigenschaften Dressur und Drall von Schweißdrähten ausgleichen. Die XY-Positionierung wird über einfach bedienbare Drehknöpfe und die Z-Einstellung über eine Klemmschelle ermöglicht.

coaxworks fast wire adjusment e. x. to compensate wire cast
coaxworks sgc500 shielding gas chamber adapter for oxygen free welding
  • Erhöhte Schweißqualität mit optionalem Schutzgaskammer-Adapter

Das Schweißmaterial reagiert beim Schweißen mit Bestandteilen der Luft. Dies Reaktion wird durch eine im wireM integrierte Standard-Schutzgasdüse minimiert und erzielt so für die meisten Anwendungen die geforderten Eigenschaften. Wird eine noch höhere Materialqualität des Schweißgutes benötigt, wie beispielsweise für Edelstahl- und Titan-Legierungen, ist die Anwesenheit von Luftsauerstoff weiter zu reduzieren. Eine solche voll-inerte Prozessatmosphäre kann mit einer Schutzgaskammer und dem optional erhältlichen Adapter realisiert werden. Dadurch ist ein Restsauerstoffgehalt von 20 ppm zur Vermeidung von Oxidation und Anlauffarben möglich.

Weitere Informationen zu unserer Schutzgaskammer SGC500 finden Sie hier:

Schutzgaskammer SGC500
coaxworks longe processes due to air nozzles, cooling and reflective plate
  • Lange Prozesse ohne Unterbrechung dank eingebauter Schutzfunktionen

Für vollmechanisierte und automatisierte Prozesse ist eine gleichbleibende Schweißqualität erforderlich. Die Optiken zur Fokussierung des präzisen Laserstrahls im Schweißkopf bedürfen deshalb einer hohen Standzeit. Um dies zu gewährleisten sind folgende Funktionen integriert:

Um die Standzeit der Schutzgläser für die Optik zu erhöhen, ist der Laserschweißkopf wireM dort mittels Druckluftdüsen vor ablagernden Metallspritzern und Rauch geschützt. Dies beugt Ausfällen vor und verringert die benötigten Verschleißteile. Zudem verfügt unser Laserschweißkopf über Reflexionsbleche und Kühlung, welche vor Hitzestrahlung schützen. So können auch lange ununterbrochene Prozesse durchgeführt werden.

coaxworks longe processes due to air nozzles, cooling and reflective plate
coaxworks works with variable wire diameters to fit different applications
  • Anpassbare geometrische Auflösung durch variable Drahtdurchmesser von 0,4 bis 1,6 mm

Von schmalen und flachen Spuren für genaue, kleinste Geometrien bis hin zu breiten und dicken Spuren für größere Schweißaufgaben – mit dem Laserschweißkopf wireM kann eine weites Anwendungsspektrum aufgrund der anpassbaren geometrischen Auflösung abgebildet werden. Durch eine auf die Anwendung abgestimmte Wahl der Laserkonfiguration der im Schweißkopf integrierten Optiken kann der Fokusdurchmesser festgelegt werden.

Weitere Informationen finden Sie in der Konfigurationstabelle des Produktflyers.

coaxworks wirM has a compact design to fit into different workpiece shapes
  • Schlanke und kompakte Bauform für optimale Bauteilzugänglichkeit und geringes Gesamtgewicht

Der Laserschweißkopf wireM hat eine besonders schlanke Gestaltung, um die Bearbeitung von flachen als auch frei geformten Oberflächen an komplexeren Werkstücken zu ermöglichen. Die zum Schweißpunkt hin frei verlaufenden drei Laserstrahlen besitzen einen Öffnungswinkel von 40° und eine freie Weglänge von 85 mm. Durch diese Konstruktion ist das Abfahren freier Konturen, mehrteiliger Schweißfolgen und erweiterter Prozessstrategien möglich.

Die kompakte Bauform reduziert außerdem die Anforderung an das Handhabungssystems, sodass bereits CNC-Kinematiken oder Roboter ab einer Tragfähigkeit von 20 kg einsetzbar sind.

coaxworks wirM has a compact design to fit into different workpiece shapes

Integrationsvorteile

coaxworks clean processing due to 100 % utilisation of the wire
  • Saubere, ressourcenschonende und wartungsarme Einbaulösung durch 100%ige Ausnutzung des Schweißdrahtes

Der Prozess des Laserdrahtauftragschweißens hat nahezu keine Materialverluste und zeichnet sich deshalb durch eine besonders hohe Ressourceneffizienz aus. Ein sauberer Arbeitsbereich schützt Bedienpersonal sowie Umwelt, ermöglicht eine gute Umsetzung der Arbeitssicherheit und gewährleistet eine hohe Fertigungsqualität.

coaxworks automated processing garants long-term constant quality
  • Reproduzierbare und langzeitkonstante Fertigungsqualität aufgrund automatisierter Funktionsweise

Der Laserschweißkopf kann als auswechselbare Ausrüstung in eine Laserbearbeitungsmaschine auf CNC- oder Roboter-Basis installiert werden. Die damit verbundene Möglichkeit Abläufe reproduzierbar einzuprogrammieren ermöglicht halb- oder sogar vollautomatische Prozesse. Einmal eingerichtet erbringt die Maschine fortlaufend die gleiche Qualität für die Schweißaufgabe.

coaxworks automated processing garants long-term constant quality
coaxworks detects collisions and prevents machine damages
  • Prozessnah integrierter Kollisionsschutz zur Vermeidung von Maschinenschäden

Bei der Einarbeitung von neuem Bedienungspersonal oder bei der Programmierung von neuen Maschinenabläufen kann es zu versehentlichen Kollisionen von Laserschweißkopf und dem Werkstück kommen. Auch während des Schweißens kann es zu einem unerwarteten Festschweißen des Drahtes unter bestimmten Bedingungen kommen. Beides erfordert einen unverzüglichen Stopp der Maschine, um Schäden an Maschine und Bauteil zu vermeiden.

Der Laserschweißkopf wireM erkennt in einem solchen Fall durch seinen integrierten Kollisionsschutz mit 7°-Auslenkung die Fehlersituation und signalisiert der Laserbearbeitungsmaschine den sofortigen Not-Halt.

coaxworks wireM fits to most fibre-coupled laser systems
  • Hohe Kompatibilität mit einer Vielzahl an fasergekoppelten Industrielasern

Der Laserstrahl wird über eine Laserfaser in den Laserschweißkopf wireM eingeleitet. Die häufigsten Faserschnittstellen sind die Typen QBH und LLK-D. Ähnliche, weiterentwickelte Varianten neuerer Bauart sind ebenfalls möglich. Die erforderliche Kühlung der optischen Elemente kann durch den lasereigenen oder einen externen Kühlkreislauf erfolgen.

Zur Prüfung der Kompatibilität Ihres Lasers nutzen Sie unser Kontaktformular:

Kontaktformular
coaxworks wireM fits to most fibre-coupled laser systems
coaxworks fits the laser welding head into your laser processing maschine with individual support
  • Schnelle Inbetriebnahme durch individuellen umfänglichen Support

Laserbearbeitungsmaschinen sind meist komplex und individuell konfiguriert. Damit die Integration des Laserschweißkopfes wireM korrekt funktioniert, bietet coaxworks individuellen Support für Aufbau, Inbetriebnahme und Bedienschulungen. Gemäß Kundenwunsch arbeiten wir auch weltweit vor Ort.

Mehr über unsere Dienstleistungen finden Sie hier:

Dienstleistungen
coaxworks laser wire deposition depends on filler wires, which are easy to handle
  • Einfache Schweißdrahtlagerung und unmittelbare Prozesseinsatzbereitschaft

Die Verwendung von Schweißdraht als Zusatzwerkstoff bietet diverse Vorteile. Er kann einfach vor Feuchtigkeit und Oxidation geschützt und somit lange sicher gelagert werden. Die Handhabung in definierter Spulenform ermöglicht eine platzsparende Aufbewahrung. Verwechselungen, Vermischungen oder Verluste sind vermeidbar. Der Draht ist somit ein stets verlässlicher und schnell einsatzbereiter Schweißzusatz.

coaxworks laser wire deposition depends on filler wires, which are easy to handle
coaxworks can adept to many camera monitoring systems for process control
  • Unmittelbare Regelbarkeit der Laserleistung und hochwertige Videoaufzeichnungen durch adaptierbare Kamerasysteme

Für die parallele Betrachtung und Dokumentation des Schweißprozesses ist der Einsatz von, im Laserstrahlengang oder seitlichen angeordneten, Prozesskameras möglich. Am Laserschweißkopf wireM können diverse marktübliche Varianten mittels zusätzlicher Adapter angebracht werden. So kann beispielweise ein passend konfiguriertes Inline-Kamerasystem die Schmelzbadtemperatur erfassen und direkt die Nachregelung über die Anlagensteuerung vornehmen. Eine off-axis Kamera ist wiederum gut geeignet, um das Prozessverhalten zu erfassen und dem Maschinenpersonal anzuzeigen.

coaxworks simple maintenance leads to a long service life
  • Langlebigkeit durch integrierten Kühlkreislauf und einfache Instandhaltung durch wenige Verschleißteile

Für eine lange Standzeit des Laserschweißkopfes ist neben den optischen Elementen auch die Drahtzufuhr am integrierten Kühlkreislauf angeschlossen. Prozessbedingt kommt es im Betrieb durch hohe Temperaturen und Reibung des Drahtes dennoch zu Verschleiß der Drahtdüse, weshalb diese einfach ausgetauscht werden kann.

Passende Drahtdüsen sowie weitere Verschleißteile wie Drahtseelen und Schutzgläser sind über unseren Kundendienst erhältlich:

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coaxworks simple maintenance leads to a long service life
coaxworks coaxial shielding gas nozzle prevents oxidation
  • Koaxiale Prozessabschirmung durch schlanke Schutzgasdüse

Während des Schweißprozesses kommt es durch die erhöhte Temperatur sowohl im Schmelzbad der Schweißspur als auch direkt neben dieser in der Wärmeeinflusszone zu einem erhöhten Bestreben des Metalls zur Reaktion mit Luftsauerstoff. Dieser Oxidation gilt es mit dem Einsatz von inertem Schutzgas entgegenzuwirken. Hierfür werden zumeist reines Argon oder Argon-Gasgemische verwendet. Die im Laserschweißkopf integrierte Schutzgasdüse ist durch eine schlanke Bauform besonders nah am Prozess angebracht und lässt das Schutzgas gleichmäßig koaxial um den Draht strömen. Dies Ausführung ist für einfache Schweißanwendungen ausreichend.

Bei Notwendigkeit der vollständigen Vermeidung des Einflusses von Umgebungsluft auf den Schweißprozess, ist der Einsatz von erweiterten Schutzmaßnahmen erforderlich. Bedeutende Anwendungsfälle liegen im Bereich Schweißen von Luftfahrtwerkstoffen wie Titan- und Nickel-Legierungen sowie von hochlegierten Stählen. Für solche Anwendungen ist der zusätzliche Einsatz von geschlossenen Prozessabschirmungen sinnvoll. Die coaxworks Schutzgaskammer SGC500 kann hierfür eine geeignete Lösung sein:

Schutzgaskammer SGC500