Kalibrierung ist kein einfacher Justiervorgang – sie ist ein systematischer Abgleich zwischen Soll- und Ist-Zustand aller relevanten Parameter. Bei einer Laser Schweißmaschine bedeutet das die exakte Abstimmung von:
Laserleistung (Wattzahl)
Strahlfokussierung
Pulsfrequenz
Vorschubgeschwindigkeit
Positionierung der Optik und Z-Achse
Gaszufuhr und Schutzatmosphäre
Ohne präzise Kalibrierung entstehen Mikrofehler, die zunächst kaum sichtbar sind, aber gravierende Auswirkungen auf die Festigkeit, Lebensdauer und Funktion des geschweißten Bauteils haben können. In hochkritischen Branchen wie Luftfahrt, Medizintechnik oder Fahrzeugbau sind solche Fehler inakzeptabel.
Die Folgen fehlerhafter Kalibrierung
Ein schlecht kalibriertes System zeigt Symptome, die oft nicht direkt der Laser Schweißmaschine zugeschrieben werden. Dazu gehören:
Unregelmäßige Nahtbildung: Die Naht ist entweder zu tief oder zu flach, was auf falsche Fokusposition oder unzureichende Energieeinbringung hindeutet.
Porosität im Material: Mikroblasen entstehen, wenn Schutzgas nicht optimal dosiert wird oder der Laser nicht gleichmäßig arbeitet.
Risse oder Sprödigkeit: Besonders bei Aluminium- oder Titanlegierungen entstehen Risse bei thermischer Überbelastung durch falsche Leistungseinstellungen.
Lichtbogenflattern: Bei gepulsten Lasern kann ein nicht abgestimmter Puls zu instabiler Strahlführung führen.
Verschobene Schweißlinie: Ungenau kalibrierte Positioniersysteme führen dazu, dass der Laserstrahl nicht exakt der geplanten Naht folgt – ein gravierendes Problem bei automatisierten Roboterschweißungen.
Wie eine präzise Kalibrierung aussieht
Die Kalibrierung einer Laser Schweißmaschine beginnt mit der Laserstrahlanalyse. Dabei wird der Strahlquerschnitt und die Energieverteilung mithilfe spezieller Sensoren gemessen. Anschließend erfolgt die Justierung der Optik – Linsen, Spiegel, Kollimatoren und Fokussiermodule – um die optimale Strahlform auf die Werkstückoberfläche zu bringen.
Weiter geht es mit der Justierung des Werkstückträgers und der Achsensysteme. CNC-gesteuerte Plattformen oder Roboterarme müssen so abgestimmt sein, dass sie innerhalb von Mikrometern exakt positionieren.
Zusätzlich erfolgt ein Abgleich der Gaszufuhr. Schutzgase wie Argon oder Helium dürfen weder zu schnell noch zu langsam strömen, da sie sonst die Nahtqualität beeinträchtigen.
Ein umfassender Kalibrierungsprozess beinhaltet:
Sichtprüfung mit Prüfnaht
Thermografische Messung der Wärmeeinbringung
Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung (z. B. Ultraschall oder Röntgen)
Auswertung von Schnittbildern der Nahtstruktur
Warum moderne Laser Schweißmaschinen regelmäßige Kalibrierung brauchen
Moderne Maschinen arbeiten mit Faserlasern, die im Vergleich zu CO₂- oder Nd:YAG-Lasern deutlich höhere Präzision und Energieeffizienz bieten. Doch gerade bei diesen hochsensiblen Systemen ist jede noch so kleine Abweichung im optischen System oder der Steuerung kritisch. Schon minimale Verschmutzungen auf der Linse, Temperaturveränderungen oder Vibrationen in der Produktionsumgebung können die Ausgangsleistung verändern.
Deshalb schreiben führende Hersteller regelmäßige Wartungsintervalle und Kalibrierzyklen vor – nicht nur zur Sicherstellung der Qualität, sondern auch zur Einhaltung von Normen wie ISO 15614 oder EN ISO 13919.
Was geschieht im industriellen Alltag ohne Kalibrierung?
In vielen mittelständischen Betrieben wird die Kalibrierung oft unterschätzt oder ganz vernachlässigt – meist aus Zeit- oder Kostendruck. Doch genau das ist ein Risikofaktor:
Produktionsausschuss steigt: Teile müssen mehrfach gefertigt oder ausgeschleust werden.
Reklamationen nehmen zu: Kunden fordern Nacharbeit oder verweigern Annahme.
Sicherheitsrisiken steigen: Besonders bei sicherheitsrelevanten Bauteilen (z. B. Bremspedale, Implantate) sind fehlerhafte Nähte ein Ausschlusskriterium.
Maschinenverschleiß beschleunigt sich: Fehlkalibrierung führt zu Materialüberlastung, was die Lebensdauer der Laserquelle verkürzt.
Schulung und Überwachung
Um Kalibrierungsfehler zu vermeiden, braucht es geschultes Fachpersonal. Die Bedienung einer Laser Schweißmaschine ist kein reiner Knopfdruckprozess, sondern ein präzise abgestimmter Arbeitsablauf. Schulungen für Maschinenführer, Instandhaltungsteams und Qualitätssicherung sorgen dafür, dass Abweichungen frühzeitig erkannt werden.
Zusätzlich helfen moderne Monitoring-Systeme, die Live-Daten wie Temperatur, Strahlprofil, Nahtbreite oder Schmelzbadtiefe erfassen. Solche Daten können automatisch analysiert werden, um eine vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance) einzuleiten.
Rolle der Herstellerunterstützung
Hersteller hochwertiger Laser Schweißmaschinen bieten meist eigene Kalibrierdienstleistungen an. Diese beinhalten:
Vor-Ort-Kalibrierung mit zertifiziertem Equipment
Dokumentation der Abweichungen
Implementierung von Softwareupdates
Empfehlungen zur Prozessoptimierung
In vielen Branchen ist diese Dienstleistung sogar Voraussetzung für die CE-Kennzeichnung oder für Lieferfreigaben bei Großkunden.
Final Thoughts
Eine Laser Schweißmaschine entfaltet ihre volle Leistungsfähigkeit nur dann, wenn sie exakt kalibriert ist. Schon kleine Abweichungen im Lasersystem oder der Mechanik führen zu signifikanten Fehlern, die sich auf die Produktqualität, die Betriebskosten und die Prozesssicherheit auswirken. Daher sollte die Kalibrierung nicht als Wartungsaufwand, sondern als strategischer Bestandteil der Produktion verstanden werden. Investitionen in regelmäßige Kalibrierung, Schulung und Überwachung sichern nicht nur die technische Zuverlässigkeit, sondern stärken auch die Wettbewerbsfähigkeit im industriellen Umfeld.
