1. Was ist Laserschweißen?

Laserschweißen ist ein Schmelzschweißverfahren, bei dem ein hochkonzentrierter Laserstrahl Metall lokal aufschmilzt und zwei Werkstücke stoffschlüssig verbindet. Im Gegensatz zu konventionellen Lichtbogenverfahren wie MIG/MAG oder TIG wird die Energie auf eine sehr kleine Fläche fokussiert. Dadurch entsteht eine schmale, tiefe Schweißnaht mit geringem Verzug und hoher Produktivität.

Moderne industrielle Laserschweißsysteme arbeiten in der Regel mit Faserlasern im Bereich von 1 kW bis 6 kW oder mehr. Sie können sowohl als stationäre Anlagen in einer Fertigungslinie als auch als Hand-Laserschweißgeräte für flexible Anwendungen eingesetzt werden. In vielen Blechbetrieben ersetzt das Laserschweißen heute punktuell oder vollständig klassische Prozesse wie MIG, MAG, TIG oder Widerstandspunkten.

Typische Vorteile des Laserschweißens gegenüber konventionellen Verfahren sind:

• sehr hohe Schweißgeschwindigkeiten bei dünnen und mittleren Blechstärken,
• geringe Wärmeeinflusszone (WEZ) und wenig Verzug,
• schmale, ästhetisch saubere Nähte mit minimaler Nacharbeit,
• einfache Automatisierung und Roboterintegration.

2. Wie funktioniert Laserschweißen?

Beim Laserschweißen wird der Laserstrahl über Faseroptik und Fokussieroptik auf einen kleinen Fleck konzentriert. Die Leistungsdichte im Fokus ist so hoch, dass das Metall innerhalb von Millisekunden schmilzt. Je nach Leistungsdichte entsteht entweder:

• Wärmeleitungsschweißen – das Material schmilzt, ohne dass sich ein Dampfkapillarkanal bildet, die Naht ist eher breit und flach;
• Tiefschweißen (Keyhole-Schweißen) – bei sehr hoher Leistungsdichte verdampft das Material lokal, es bildet sich ein Dampfkanal, der Strahl dringt tief ein, und es entsteht eine schmale, tiefe Naht.

Der Prozess wird über mehrere Parameter gesteuert: Laserleistung, Vorschubgeschwindigkeit, Fokuslage, Strahldurchmesser, Oszillation des Strahls (Wobbeln), Zusatzdraht sowie Schutzgas.

2.1 Wärmeleitung vs. Tiefschweißen

Wärmeleitungsschweißen wird bei geringerer Leistungsdichte eingesetzt. Die Einbrandtiefe ist geringer, die Gefahr von Poren und Spannungsrissen ist niedrig. Dieses Regime eignet sich gut für dünne Bleche, sichtbare Nähte oder das Schließen von Spalten mit Draht.

Tiefschweißen wird bei höherer Leistungsdichte verwendet. Es ermöglicht hohen Einbrand bei hoher Geschwindigkeit, ist jedoch empfindlicher gegenüber Parameterabweichungen und Spalten. In der industriellen Praxis werden häufig Zwischenbereiche genutzt, um einen Kompromiss aus Einbrand, Stabilität und Optik zu erzielen.

2.2 Rolle der Strahlqualität und Optik

Die Strahlqualität des Lasers und die Auslegung der Optik bestimmen die Größe des Fokusflecks und damit die erreichbare Leistungsdichte. Faserlaser mit guter Strahlqualität und abgestimmter Optik ermöglichen:

• feine, präzise Nähte mit schmaler WEZ,
• hohe Schweißgeschwindigkeit,
• stabile Prozesse bei Stahl, Edelstahl und Aluminium.

3. Komponenten eines Laserschweißsystems

Ein industrielles Laserschweißsystem besteht in der Regel aus folgenden Hauptkomponenten:

• Laserquelle – häufig ein Faserlaser mit 1–6 kW oder mehr Ausgangsleistung;
• Strahlführung – Lichtleitfaser, Kollimations- und Fokussieroptik;
• Schweißkopf – mit Fokusoptik, Schutzglas, optionalem Wobbel-Modul und Drahtvorschub;
• Mechanik / Bewegungssystem – Roboter, Portal, Linearachsen oder Handpistole;
• Steuerung – CNC- oder SPS-Steuerung, Programme, Jobverwaltung;
• Schutzgasversorgung – Argon, Helium, Mischgase oder Stickstoff;
• Sicherheits- und Gehäusetechnik – Laserschutzkabine, Schutzglas, Sensorik.

Hand-Laserschweißgeräte kombinieren viele dieser Funktionen in einem kompakten Paket. Das GWEIKE-Laserschweißsortiment umfasst z. B. kompakte Handgeräte mit unterschiedlichen Leistungsstufen sowie stationäre Systeme für automatisierte Fertigungslinien.

4. Geeignete Werkstoffe für das Laserschweißen

Das Laserschweißen wird in der Praxis für eine breite Palette metallischer Werkstoffe eingesetzt:

• Kohlenstoffstahl / Baustahl – sehr gängig, relativ gut schweißbar;
• Edelstahl – ideal für Laserschweißen, hohe Nahtqualität möglich;
• Aluminium und Aluminiumlegierungen – möglich, aber anspruchsvoller (Poren, Reflexion);
• Verzinkte Bleche – mit geeigneter Vorbereitung und Parameterwahl;
• Kupfer und Buntmetalle – mit speziellen Lasern/Strategien.

Für jede Werkstoffgruppe gelten spezifische Empfehlungen bezüglich Leistung, Fokuslage, Schutzgas und Schweißgeschwindigkeit. GWEIKE hat hierzu eigene technische Leitfäden, z. B.: Edelstahl-Laserschweißleitfaden oder Aluminium-Laserschweißen .

5. Typische Schweißnahtformen beim Laserschweißen

Laserschweißen deckt die gleichen Nahtarten ab wie konventionelle Verfahren, mit einigen Besonderheiten bei dünnen Blechen und Kehlnähten.

• Stumpfnaht (Butt Joint) – zwei Bleche Stoß an Stoß, ideal für sichtbare Nähte;
• Überlappnaht (Lap Joint) – häufig bei dünnen Blechen und Verzinkung;
• Kehlnähte (Fillet) – z. B. am Rahmen oder Gehäusekanten;
• T-Nähte – Verstrebungen, Profile, Rahmenkonstruktionen;
• Punktschweißungen / Nahtpunkte – Ersatz für Widerstandspunktschweißen.

Durch die hohe Leistungsdichte eignen sich Laser besonders gut für dünne bis mittlere Blechstärken (z. B. 0,5–6 mm). Bei größeren Stärken werden häufig Mehrlagennähte oder eine Kombination mit anderen Verfahren gewählt.

6. Wichtige Schweißparameter beim Laserschweißen

Die wichtigsten einstellbaren Parameter im Laserschweißprozess sind:

• Laserleistung / Energie – bestimmt zusammen mit der Vorschubgeschwindigkeit die Energiedichte;
• Schweißgeschwindigkeit – beeinflusst Einbrandtiefe, Nahtform und Wärmeeintrag;
• Fokuslage – negativ (unter Oberfläche), auf der Oberfläche oder leicht positiv;
• Spotdurchmesser – beeinflusst Nahtbreite und Leistungsdichte;
• Wobbel-Amplitude und -Frequenz – Strahlschwingung zur besseren Spaltüberbrückung;
• Drahtvorschubgeschwindigkeit – bei drahtgeführten Prozessen;
• Schutzgasart und -durchfluss – Schutz vor Oxidation und Einfluss auf Nahtoptik.

Beispielhaft lässt sich sagen:

• Mehr Leistung oder geringere Geschwindigkeit → tieferer Einbrand, mehr Wärmeeintrag;
• höhere Geschwindigkeit oder geringere Leistung → weniger Wärme, aber Gefahr von Bindefehlern;
• angepasste Fokuslage → stabilerer Prozess und bessere Nahtform.

GWEIKE stellt hierzu konkrete Parametertabellen für unterschiedliche Blechdicken und Werkstoffe bereit.

7. Drahtloses vs. drahtgeführtes Laserschweißen

Moderne Hand-Laserschweißgeräte und stationäre Systeme können sowohl ohne Zusatzdraht (Wire-Free) als auch mit Drahtzufuhr betrieben werden.

7.1 Laserschweißen ohne Zusatzdraht

Vorteile:

• höchste Schweißgeschwindigkeit,
• geringerer Verbrauch von Zusatzmaterial,
• sehr glatte, schmale Nähte, weniger Schleifaufwand.

Einschränkungen:

• begrenzte Spaltüberbrückung,
• bei größeren Toleranzen steigt das Risiko von Bindefehlern.

7.2 Laserschweißen mit Zusatzdraht

Vorteile:

• bessere Spaltüberbrückung und Toleranzfähigkeit,
• Möglichkeit, die Nahtgeometrie gezielt zu gestalten (z. B. verstärkte Kehlnähte),
• Anpassung der chemischen Zusammensetzung (z. B. bei hochfestem Stahl).

Dafür sind Parameterabstimmung und Drahtführung etwas aufwendiger. GWEIKE bietet hierfür einen eigenen Leitfaden für drahtgeführtes Laserschweißen .

8. Typische Anwendungen des Laserschweißens

Laserschweißen wird in vielen Branchen eingesetzt, in denen saubere Nähte, geringer Verzug und hohe Produktivität gefordert sind:

• Blechverarbeitung und Gehäusebau,
• Rohr- und Rahmenfertigung, Möbel, Geländer,
• HVAC-Kanäle und Klimageräte,
• Automobil- und Zulieferindustrie, Batteriekästen, Halterungen,
• Maschinen- und Anlagenbau,
• Reparatur und Nacharbeit von Schweißnähten.

Hand-Laserschweißsysteme sind besonders beliebt bei Lohnfertigern und kleinen bis mittleren Werkstätten, da sie sich schnell an unterschiedliche Teile anpassen lassen. Stationäre Systeme mit Robotern sind ideal für großvolumige Serienproduktion.

9. Laserschweißen vs. MIG/TIG und andere Verfahren

Im Vergleich zu MIG/MAG und TIG hat das Laserschweißen folgende typische Vorteile:

• höhere Schweißgeschwindigkeit bei dünnen und mittleren Blechdicken,
• deutlich geringerer Verzug und weniger Richtaufwand,
• sauberere Nahtoberfläche, oft ohne Schleifen zugänglich,
• leichtere Automatisierung und Integration in Linien.

Auf der anderen Seite:

• höhere Anfangsinvestition in Laserquelle und Sicherheitskonzept,
• höhere Anforderungen an die Prozessdisziplin (Sauberkeit, Toleranzen),
• für sehr dicke Querschnitte werden häufig Hybridsysteme (Laser+MIG) genutzt.

Eine ausführliche Gegenüberstellung finden Sie im Artikel Laser Welding vs. MIG/TIG .

10. Häufige Fehlerbilder und Lösungen beim Laserschweißen

Wie jedes Schweißverfahren kann auch das Laserschweißen zu typischen Fehlern führen, wenn Parameter oder Randbedingungen nicht stimmen.

10.1 Poren

Poren entstehen häufig durch:

• Verunreinigungen (Öl, Zink, Beschichtungen),
• zu hohe Schweißgeschwindigkeit bei Aluminium,
• unstabile Keyhole-Bildung.

Maßnahmen:

• Bauteile reinigen, Zink entfernen oder anpassen,
• Leistung/Geschwindigkeit anpassen, Fokus und Wobbel optimieren,
• Schutzgasführung verbessern.

10.2 Bindefehler (Lack of Fusion)

Ursachen:

• zu geringe Leistungsdichte,
• zu hohe Schweißgeschwindigkeit,
• zu großer Spalt oder falsche Positionierung.

Lösungen:

• Leistung erhöhen oder Geschwindigkeit reduzieren,
• Fokuslage anpassen, Wobbelstrategie optimieren,
• gegebenenfalls mit Draht arbeiten.

10.3 Einbrandkerben, Unter- und Überhöhung

Falsche Parametereinstellung kann zu Einbrandkerben, Unterwölbung oder starker Überhöhung führen. Hier helfen:

• angepasste Wobbel-Amplitude,
• richtig gewählter Drahtdurchmesser und Vorschub,
• optimierte Nahtlage und Brennweite.

Weitere typische Fehlerbilder und Detail-Lösungen beschreibt der GWEIKE-Artikel Laser Welding Problems and Solutions .

11. So wählen Sie die richtige Laserschweißmaschine

Bei der Auswahl eines Laserschweißsystems sollten Sie folgende Punkte klären:

• Teilespektrum und Material (Stahl, Edelstahl, Aluminium, verzinkt),
• Blechdickenbereich und typische Nahtarten,
• erforderliche Produktivität (Teile/h, Schichtbetrieb),
• Flexibilität vs. Automatisierung (Handgerät vs. Roboterzelle),
• Qualitätsanforderungen (sichtbare Nähte, Dichtigkeitsprüfungen),
• Service & Applikationssupport durch den Hersteller.

GWEIKE bietet sowohl Hand-Laserschweißgeräte als auch integrierte Lösungen. Über die Seite Laser Welding Machine können Sie sich einen Überblick über die verfügbaren Modelle verschaffen.

12. Praxistipps zur Parametereinstellung

Für die Praxis ist es hilfreich, mit erprobten Startparametern zu beginnen und diese dann schrittweise an Ihre Teile anzupassen. Einige Grundregeln:

• bei dünnen Blechen eher geringere Leistung und höhere Geschwindigkeit wählen,
• bei größeren Spalten Wobbel und ggf. Draht nutzen,
• Fokuslage sorgfältig einstellen und dokumentieren,
• immer nur einen Parameter gleichzeitig ändern, um Ursache-Wirkung klar zu sehen.

13. Sicherheitsrichtlinien beim Laserschweißen

Laserschweißen ist ein leistungsstarkes, aber auch sicherheitskritisches Verfahren. Zu beachten sind insbesondere:

• Laserschutz – geeignete Schutzbrillen, Laserschutzkabinen, interlocks;
• Reflexionen – polierte Oberflächen und Ecken können Strahl reflektieren;
• Rauch- und Partikelabsaugung – Schweißrauch muss zuverlässig erfasst werden;
• Elektrische Sicherheit – Anlagen entsprechend Normen installieren und warten;
• Schulung – Bediener im Umgang mit Laserklasse, Schutzmitteln und Not-Aus schulen.

14. FAQ zum Laserschweißen

Ist Laserschweißen nur für dünne Bleche geeignet?

Nein. Laserschweißen ist besonders effizient bei dünnen und mittleren Blechdicken, kann aber mit geeigneten Strategien auch für dickere Querschnitte eingesetzt werden, etwa in Kombination mit Draht oder Hybridprozessen.

Kann ich MIG/TIG komplett durch Laserschweißen ersetzen?

In vielen Anwendungen ja, insbesondere bei Dünnblech, Sichtnähten und wiederkehrenden Geometrien. Für sehr dicke Bauteile oder stark wechselnde Reparaturfälle bleiben MIG/TIG jedoch oft sinnvoll. Häufig wird Laserschweißen zunächst ergänzend eingeführt und ersetzt nach und nach klassische Prozesse.

Wie aufwendig ist die Schulung für Hand-Laserschweißer?

Im Vergleich zu TIG ist die Einstiegshürde deutlich geringer. Mit sinnvollen Parametervoreinstellungen können neue Bediener bereits nach kurzer Zeit stabile Nähte erzeugen. Für optimale Ergebnisse sind jedoch eine systematische Einweisung und praktische Übung wichtig.

Welche Schutzgase werden beim Laserschweißen verwendet?

Häufig kommen Argon, Helium oder Mischgase zum Einsatz. Für einfache Anwendungen wird teilweise auch Stickstoff verwendet. Die Wahl des Gases beeinflusst Porenneigung, Nahtglanz und Einbrand.

Eignet sich Laserschweißen für Aluminium?

Ja, jedoch ist Aluminium anspruchsvoller als Stahl oder Edelstahl. Reflektionsverhalten, Porenbildung und Legierungszusammensetzung müssen berücksichtigt werden. Die richtige Kombination aus Leistung, Geschwindigkeit, Fokuslage und Schutzgas ist entscheidend.

15. Fazit & nächste Schritte

Laserschweißen entwickelt sich zunehmend vom Nischenprozess zum Standardverfahren in der modernen Blechfertigung. Mit der richtigen Anlage können Sie:

• die Produktivität steigern,
• den Verzug deutlich reduzieren,
• die Qualität und Optik der Schweißnähte verbessern,
• Nacharbeit und Schleifaufwand minimieren.

Ob Handgerät oder automatisierte Zelle – der Schlüssel zum Erfolg liegt in einem gut abgestimmten Paket aus Laserquelle, Mechanik, Prozessparametern und Applikationssupport. Wenn Sie auf der Suche nach einer passenden Lösung sind, lohnt sich ein Blick auf die GWEIKE-Laserschweißmaschinen sowie die weiterführenden technischen Artikel im Bereich Laser Welding Guide .

So können Sie schrittweise von ersten Versuchen mit Hand-Laserschweißen bis hin zur vollautomatisierten Linie wachsen und sicherstellen, dass Ihre Schweißlösung langfristig Produktivität, Konsistenz und Rentabilität liefert.