Schweissen / Schneiden

Wie Prozessgase die Qualität von Schnitt und Naht beim Schweissen beeinflussen

Text und Bilder: CARBAGAS AG

Laserschneiden und Schweissen werden in vielen Betrieben noch als getrennte Prozessschritte betrachtet. Tatsächlich hängen sie jedoch eng zusammen: Was beim Zuschnitt entsteht, beeinflusst die Anforderungen an die nachfolgenden Fügeschritte. Umgekehrt lassen sich die Vorteile eines optimierten Schweissprozesses nur dann vollständig nutzen, wenn bereits die Voraussetzungen beim Schneiden stimmen. Wer beide Prozesse gemeinsam betrachtet und die eingesetzten Gase gezielt auswählt, kann Qualität, Produktivität und Prozesssicherheit entlang der gesamten Fertigungskette verbessern.
Beim Laserschneiden übernimmt das Prozessgas eine zentrale Funktion. Es beeinflusst die Qualität der Schnittkante, die Schneidgeschwindigkeit und die Wirtschaftlichkeit des gesamten Prozesses.

Stickstoff oder Sauerstoff?

Traditionell kommen dabei Stickstoff oder Sauerstoff zum Einsatz. Stickstoff wird vor allem dann verwendet, wenn hochwertige, saubere und oxidationsfreie Schnittkanten gefordert sind. Da das Gas nicht mit dem Werkstoff reagiert, entstehen metallisch blanke Kanten. Das ist insbesondere bei Edelstahl und anderen hochlegierten Werkstoffen relevant.
Sauerstoff wird dagegen bevorzugt eingesetzt, wenn hohe Schneidgeschwindigkeiten gefragt sind. Durch die Reaktion mit dem Werkstoff wird zusätzliche Wärme freigesetzt, wodurch sich insbesondere dickere Bleche effizient bearbeiten lassen.

Wenn zwei Gase unterschiedliche Stärken haben

Je nach Werkstoff und Blechdicke müssen Betriebe häufig zwischen Schnittqualität und Produktivität abwägen. Ein Beispiel dafür sind die LASAL-Mischgase von Carbagas. Sie kombinieren die Eigenschaften von Stickstoff und Sauerstoff und lassen sich an unterschiedliche Anforderungen anpassen. Dadurch können sowohl Qualitäts- als auch Geschwindigkeitsvorteile genutzt werden. In der Praxis sind je nach Anwendung bis zu 40 Prozent weniger Gasverbrauch und mehr als 20 Prozent höhere Schnittgeschwindigkeiten möglich. Gleichzeitig sinkt der spezifische Energieeinsatz.

 

Die Schnittkante wirkt über den Schneidprozess hinaus

Die Qualität der Schnittkante endet nicht an der Laserschneidanlage. Sie beeinflusst auch die nachfolgenden Fertigungsschritte. Saubere und gleichmässige Schnittflächen schaffen bessere Voraussetzungen für die Weiterverarbeitung und tragen dazu bei, Arbeitsabläufe effizient zu gestalten. Gerade bei wiederkehrenden Fertigungsaufträgen oder engen Terminvorgaben ist es sinnvoll, den Blick auf den gesamten Prozess von Schneiden und Schweissen auszuweiten. Insbesondere, da sich Optimierungen in einem Arbeitsschritt häufig direkt auf die nachfolgenden Fertigungsschritte auswirken. Jede vermiedene Nachbearbeitung spart Zeit, reduziert den Ressourceneinsatz und trägt dazu bei, die Produktivität der Fertigung zu erhöhen. 

Das Schutzgas beeinflusst mehr als die Naht

Während beim Schneiden die Schnittkante im Fokus steht, entscheidet beim Schweissen das Schutzgas über zentrale Prozessparameter. Es schützt Schmelzbad und Nahtzone vor Sauerstoff, Stickstoff und Feuchtigkeit aus der Umgebung. Gleichzeitig beeinflusst es Lichtbogenstabilität, Einbrand, Abschmelzleistung und Nahtqualität.
Ohne eine geeignete Schutzatmosphäre können Poren, Oxidation oder unerwünschte Veränderungen der Materialeigenschaften auftreten. Das Schutzgas schafft die Voraussetzungen für stabile Schweissprozesse und gleichbleibende Ergebnisse. 

Unterschiedliche Werkstoffe, unterschiedliche Anforderungen

Je nach Werkstoff unterscheiden sich die Anforderungen erheblich. Aus diesem Grund setzt Carbagas bei den ARCAL-Schutzgasen auf unterschiedliche Lösungen für verschiedene Werkstoffe und Anwendungen.
Für hochlegierte Chrom-Nickel-Stähle werden Schutzgase mit geringem CO₂-Anteil eingesetzt, um die Korrosionsbeständigkeit der Schweissnaht zu erhalten. Bei Aluminium, Titan oder Kupfer kommen hochreine Gase zum Einsatz, um oxidarme Ergebnisse zu erzielen. Bei unlegierten und niedriglegierten Stählen wiederum können aktive Gaskomponenten den Einbrand und die Abschmelzleistung gezielt unterstützen. 

Reproduzierbare Ergebnisse im Fokus

Auch die Art der Fertigung spielt eine wichtige Rolle. Besonders in automatisierten Anwendungen gewinnen Prozesssicherheit und Reproduzierbarkeit an Bedeutung. Gleichmässige Bedingungen sind entscheidend für konstante Ergebnisse. Schutzgase beeinflussen dabei nicht nur die Stabilität des Lichtbogens, sondern auch die Schweissgeschwindigkeit und den Aufwand für nachgelagerte Arbeiten.
Für automatisierte Anwendungen und Roboterschweissprozesse wurden innerhalb der ARCAL-Lösungen spezielle Schutzgase entwickelt, die auf hohe Prozessstabilität, reproduzierbare Ergebnisse und hohe Schweissgeschwindigkeiten ausgelegt sind. Für Anwendungen mit hohen Anforderungen an Produktivität und gleichbleibende Qualität stehen daher andere Kriterien im Vordergrund als bei Einzelanfertigungen oder wechselnden Werkstoffen. Die Auswahl des Schutzgases orientiert sich deshalb immer an Werkstoff, Anwendung und gewünschtem Ergebnis. 

Vom Zuschnitt bis zur Schweissnaht

In vielen Betrieben werden Laserschneiden und Schweissen getrennt voneinander betrachtet und optimiert. Das grösste Potenzial liegt jedoch häufig in der Abstimmung beider Prozessschritte.
Wer Nacharbeit reduzieren und die Effizienz steigern möchte, sollte deshalb nicht nur Maschinen und Verfahren betrachten. Oft liegt zusätzliches Potenzial in einem Faktor, der im Alltag leicht übersehen wird: der gezielten Abstimmung des richtigen Gases auf den jeweiligen Prozess.
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