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Kupferschweißen

 

Kupfer ist erst seit einigen Jahren zuverlässig mit dem Laser schweißbar. Diese langsame Entwicklung liegt an der hohen Wärmeleitfähigkeit von Kupfer und insbesondere an der geringen Absorption der Laserstrahlung durch das Material. Aufgrund solcher Schwierigkeiten muss beim Schweißen von Kupfer zugunsten hoher Intensitäten eine hohe Strahlqualität erreicht werden. Erst hohe Intensitäten bedingen ihrerseits dann die zuverlässige Einkopplung der Laserstrahlung in das zu schweißende Material. 

Vor diesem Hintergrund werden vorzugsweise Single-Mode-Faserlaser oder Hochleistungslaser ab etwa 5 kW Leistung bzw. einem Fokusdurchmesser von 200 µm eingesetzt. Um die erforderlichen Schweißnahtqualitäten beim Laserschweißen von Kupfer zu erreichen, sind zudem fortschrittliche Technologien zur Strahlführung und -formung relevant.

Beim Laserschweißen von Kupfer ist zu beachten, dass der Tiefschweißeffekt deutlich ausgeprägter ist als bei anderen Materialien. Denn vor Erreichen der Schwelle wird weiterhin ein hoher Anteil der Laserleistung reflektiert, wohingegen ab dem Erreichen der Schwelle eine fast vollständige Absorption der Laserstrahlung im Schmelzbad stattfindet. Das heißt, dass zwischen einer oberflächlichen Wärmeleitnaht und einer Tiefschweißnaht lediglich ein schmaler und schwer einstellbarer Grat verläuft. Dies erschwert die gezielte Einstellung einer geringen Einschweißtiefe.

Das Kupferschweißen wird hauptsächlich bei funktional stromleitenden Bauteilen angewendet – zum Beispiel bei Litzen, Batteriekomponenten oder auch Steckverbindern.

Kupferschweißen
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