Laserauftragschweißen: Präziser Schichtaufbau für Verschleißschutz, Reparatur und Funktionsflächen

Beim Laserauftragschweißen wird metallischer Zusatzwerkstoff in Pulver- oder Drahtform gezielt in ein durch den Laser erzeugtes Schmelzbad eingebracht. Auf diese Weise entsteht eine metallurgisch gebundene Schicht, die fest mit dem Grundwerkstoff verbunden ist. Das Verfahren eignet sich für den Aufbau von Verschleiß- und Korrosionsschutzschichten, für die Reparatur beanspruchter Bauteilbereiche sowie für die gezielte funktionale Anpassung von Oberflächen.

Laserauftragschweißen für präzisen Schichtaufbau und gezielte Bauteilfunktion

Ein wesentlicher technischer Vorteil des Laserauftragschweißens ist die lokal begrenzte Wärmeeinbringung. Dadurch lässt sich die thermische Belastung des Bauteils reduzieren, Verzug bleibt beherrschbar und die Gefügeveränderung in der Randzone wird auf ein begrenztes Maß reduziert. Gleichzeitig können Schichtdicken, Aufmischung und Auftragsgeometrie prozesssicher eingestellt werden.

Die Qualität des Ergebnisses hängt wesentlich von der präzisen Abstimmung von Laserleistung, Vorschub, Zusatzwerkstoffzufuhr, Schutzgasführung und Bahnbewegung ab. In automatisierten EMAG Anlagen wird der Beschichtungsprozess über CNC-Achsen oder robotergestützte Bewegungssysteme präzise geführt. Dadurch lassen sich sowohl rotationssymmetrische Bauteile wie Wellen, Zylinder oder Lagersitze als auch komplexe, konturabhängige Oberflächen mit definierter Bahnführung und gleichbleibender Schichtqualität bearbeiten. Die exakte Abstimmung von Relativbewegung, Materialzufuhr und Energieeintrag sorgt dabei für reproduzierbare Ergebnisse über das gesamte Bauteil hinweg.

Laserauftragschweißen ist damit ein technisch anspruchsvolles Fertigungsverfahren für Anwendungen, bei denen definierte Schichteigenschaften, hohe Haftfestigkeit und eine gezielte Materialapplikation gefordert sind.

Laserauftragschweißen einer rotierenden Welle mit sichtbarem Schmelzbad. Die Beschichtung wird gezielt aufgetragen.
Laserbeschichtungsprozess an einem rotationssymmetrischen Werkstück. Der Laser trägt die Funktionsschicht präzise auf die Oberfläche auf.

Beschichtete Kolbenstangen. Die Oberflächen sind für hohe Belastungen ausgelegt.
Beschichtete Kolbenstange für verschleiß- und korrosionsbeanspruchte Anwendungen. Die Beschichtung schützt die funktionalen Oberflächen im Betrieb.

Laserbeschichten von Hydraulikzylindern

Hydraulikzylinder und insbesondere ihre Kolbenstangen sind Feuchtigkeit, Schmutz, Druckspitzen und mechanischem Verschleiß ausgesetzt. Beim Laserbeschichten wird gezielt eine metallurgisch gebundene Schutzschicht auf die beanspruchte Oberfläche aufgebracht. Das erhöht die Beständigkeit gegen Verschleiß und Korrosion und verlängert die Einsatzdauer des Bauteils.

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Beschichtete Walze mit gleichmäßiger Oberflächenbeschichtung. Geeignet für hoch beanspruchte Industrieanwendungen.
Beschichtete Walze mit gleichmäßiger Funktionsoberfläche über die gesamte Arbeitsbreite. Die Oberfläche ist für verschleiß- und korrosionsbeanspruchte Anwendungen ausgelegt.

Laserbeschichten von Walzen

Beim Laserbeschichten von Walzen wird eine dichte, metallurgisch gebundene Funktionsschicht gezielt auf die rotierende Oberfläche aufgetragen. Das Verfahren eignet sich für Press-, Druck- und Kalanderwalzen, da es Verschleiß, Korrosion und thermische Belastungen beherrschbar macht. Gleichzeitig bleibt die Maßhaltigkeit auch bei langen Walzen erhalten.

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Beschichtete Bremsscheibe mit laseraufgetragener Funktionsschicht. Sichtbar ist die beschichtete Reibfläche.
Bremsscheibe mit laserbeschichteter Reibfläche. Die Funktionsschicht erhöht die Verschleißbeständigkeit und reduziert den Bremsstaubaustrag.

Beschichten von Bremsscheiben

Beim Beschichten von Bremsscheiben wird die Reibfläche per Laser gezielt mit einer verschleißfesten Funktionsschicht versehen. Das reduziert Bremsstaubemissionen, erhöht die Lebensdauer und ermöglicht poren- und rissfreie Schichten mit definierter Geometrie. Je nach Anforderung kommen Ein- oder Zweischichtsysteme zum Einsatz.

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Laserbeschichteter Planetenbolzen für ein Windkraftgetriebe. Sichtbar ist die beschichtete Lagerfläche.
Planetenbolzen für Windkraftgetriebe mit laserbeschichteter Funktionsfläche. Die Beschichtung dient als verschleißfeste Gleitlageroberfläche für hoch belastete Anwendungen.

Beschichten von Gleitlagern für Windkraftanlagen

Beim Beschichten von Gleitlagern für Windkraftanlagen werden Hauptwellen und Planetenbolzen gezielt mit weichen Gleitlagerwerkstoffen laserbeschichtet. So entstehen stoffschlüssig gebundene Schichten mit guten Notlaufeigenschaften, hoher Verschleißfestigkeit und geringem Materialeinsatz. Das Verfahren eignet sich besonders für hoch belastete Komponenten im Dauerbetrieb.

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Vorteile des Laserauftragschweißens

  • Geringe Wärmeeinbringung in das Bauteil
  • Gute Beherrschung von Verzug und Randzoneneinfluss
  • Metallurgische Bindung zwischen Schicht und Grundwerkstoff
  • Gezielter Auftrag nur an funktional relevanten Bereichen
  • Hohe Flexibilität bei Schichtwerkstoffen und Geometrien
  • Eignung für Beschichtung, Reparatur und additiven Aufbau
  • Reproduzierbare Ergebnisse durch automatisierte Prozessführung
  • Wirtschaftliche Instandsetzung hochwertiger Bauteile

Werkstücke