Fronius LaserHybrid welding head Operating Instruction [DE, EN, FR]

Fronius prints on elemental chlorine free paper (ECF) sourced from certified sustainable forests (FSC).

/ Perfect Charging / Perfect Welding / Solar Energy

LaserHybrid-Kopf

LaserHybrid welding head

Tête de soudage laser hybride

Bedienungsanleitung
Ersatzteilliste

DEENFR

LaserHybrid

Operating Instructions
Spare parts list

LaserHybrid

Instructions de service
Liste des pièces de rechange

LaserHybrid

42,0410,0844 004-04042019

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Sehr geehrter Leser

Einleitung Wir danken Ihnen für Ihr entgegengebrachtes Vertrauen und gratulieren Ihnen zu Ihrem

technisch hochwertigen Fronius Produkt. Die vorliegende Anleitung hilft Ihnen, sich mit
diesem vertraut zu machen. Indem Sie die Anleitung sorgfältig lesen, lernen Sie die viel­fältigen Möglichkeiten Ihres Fronius Produktes kennen. Nur so können Sie seine Vorteile
bestmöglich nutzen.

Bitte beachten Sie auch die Sicherheitsvorschriften und sorgen Sie so für mehr Sicherheit
am Einsatzort des Produktes. Sorgfältiger Umgang mit Ihrem Produkt unterstützt dessen
langlebige Qualität und Zuverlässigkeit. Das sind wesentliche Voraussetzungen für her­vorragende Ergebnisse.

DE

Erklärung Sicher­heitshinweise

GEFAHR!

Bezeichnet eine unmittelbar drohende Gefahr.

Wenn sie nicht gemieden wird, sind Tod oder schwerste Verletzungen die Folge.

WARNUNG!

Bezeichnet eine möglicherweise gefährliche Situation.

Wenn sie nicht gemieden wird, können Tod und schwerste Verletzungen die Folge sein.

VORSICHT!

Bezeichnet eine möglicherweise schädliche Situation.

Wenn sie nicht gemieden wird, können leichte oder geringfügige Verletzungen sowie
Sachschäden die Folge sein.

HINWEIS!

Bezeichnet die Möglichkeit beeinträchtigter Arbeitsergebnisse und von Schäden an
der Ausrüstung.

WICHTIG!

Bezeichnet Anwendungstipps und andere besonders nützliche Informationen.

Es ist kein Signalwort für eine schädliche oder gefährliche Situation.

Wenn Sie eines der im Kapitel „Sicherheitsvorschriften“ abgebildeten Symbole sehen, ist
erhöhte Achtsamkeit erforderlich.

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Inhaltsverzeichnis

Sicherheitsvorschriften............................................................................................................................... 7

Allgemeines .......................................................................................................................................... 7

Bestimmungsgemäße Verwendung...................................................................................................... 7

Umgebungsbedingungen...................................................................................................................... 8

Verpflichtungen des Betreibers............................................................................................................. 8

Verpflichtungen des Personals ............................................................................................................. 8

Persönliche Schutzausrüstung ............................................................................................................. 8

Gefahr durch schädliche Gase und Dämpfe......................................................................................... 9

Gefahr durch Funkenflug ...................................................................................................................... 9

Gefahren durch Netz- und Schweißstrom............................................................................................. 9

Vagabundierende Schweißströme........................................................................................................ 11

EMV-Maßnahmen................................................................................................................................. 11

Besondere Gefahrenstellen .................................................................................................................. 12

Informelle Sicherheitsmaßnahmen ....................................................................................................... 13

Sicherheitsmaßnahmen am Aufstellort................................................................................................. 13

Sicherheitsmaßnahmen im Normalbetrieb............................................................................................ 14

Sicherheitstechnische Inspektion.......................................................................................................... 14

Veränderungen ..................................................................................................................................... 14

Ersatz- und Verschleißteile................................................................................................................... 14

Kalibrieren von Stromquellen................................................................................................................ 15

Die CE-Kennzeichnung......................................................................................................................... 15

Urheberrecht......................................................................................................................................... 15

Allgemeines ............................................................................................................................................... 16

Grundprinzip ......................................................................................................................................... 16

Funktionsweise und praktische Umsetzung.......................................................................................... 16

LaserHybrid-Prozess ............................................................................................................................ 16

Synergien.............................................................................................................................................. 17

Resümee............................................................................................................................................... 17

Führung des LaserHybrid-Kopfes .............................................................................................................. 19

Ausrichtung........................................................................................................................................... 19

Einstellen der relativen Position Lichtbogen / Laser .................................................................................. 20

Sicherheit.............................................................................................................................................. 20

Stick-Out ............................................................................................................................................... 20

Fixierschrauben .................................................................................................................................... 20

x-Achse einrichten ................................................................................................................................ 21

y-Achse einrichten ................................................................................................................................ 22

z-Achse einrichten ................................................................................................................................ 23

Kollisionsschutz ......................................................................................................................................... 24

Allgemeines .......................................................................................................................................... 24

Sicherheit.............................................................................................................................................. 24

Bedienung............................................................................................................................................. 24

Prinzip der Signalauswertung ............................................................................................................... 24

Einstellen der Position an der Aufnahmeeinheit für den Roboter .............................................................. 25

Sicherheit.............................................................................................................................................. 25

Allgemeines .......................................................................................................................................... 25

Position A.............................................................................................................................................. 25

Position B.............................................................................................................................................. 26

Position C und D................................................................................................................................... 26

Fokus-Punkt einstellen............................................................................................................................... 28

Sicherheit.............................................................................................................................................. 28

Allgemeines .......................................................................................................................................... 28

Fokus-Punkt einstellen - Übersicht ....................................................................................................... 28

Fokus-Punkt einstellen - vorbereitende Tätigkeiten.............................................................................. 28

Fokus-Punkt in der z-Achse einstellen.................................................................................................. 29

Fokus-Punkt in der x- und y-Achse einstellen - Vorbereitung............................................................... 30

Fokus-Punkt in der x- und y-Achse einstellen....................................................................................... 31

x/y-Richtung: Nachbereitung................................................................................................................. 33

Signalablauf für das LaserHybrid-Schweißen............................................................................................ 34

Sicherheit.............................................................................................................................................. 34

Signalablauf für das LaserHybrid-Schweißen....................................................................................... 34

DE

5

Laser-Heißdrahtlöten ohne RCU 5000i...................................................................................................... 36

A: Löten Start........................................................................................................................................ 36

B: Löten Ende ....................................................................................................................................... 36

Laser-Heißdrahtlöten mit RCU 5000i......................................................................................................... 38

A: Löten Start........................................................................................................................................ 38

B: Löten Ende ....................................................................................................................................... 38

Drahtantrieb montieren .............................................................................................................................. 40

Sicherheit.............................................................................................................................................. 40

Lieferumfang......................................................................................................................................... 40

Weiteres Zubehör ................................................................................................................................. 42

Förderrolle ausbauen............................................................................................................................ 42

Druckrolle aus- und einbauen............................................................................................................... 42

Förderrolle einbauen............................................................................................................................. 43

Draht-Führungsseele des Brenners aus- und einbauen....................................................................... 43

Draht-Führungsseele intern des Schlauchpakets aus- und einbauen .................................................. 44

Draht-Führungsseele extern des Schlauchpakets ausbauen ............................................................... 44

Draht-Führungsseele extern des Schlauchpakets einbauen ................................................................ 45

Brenner demontieren und montieren .................................................................................................... 45

Anschluss-Spezifikationen ......................................................................................................................... 47

Sicherheit.............................................................................................................................................. 47

Allgemeines .......................................................................................................................................... 47

Anschluss-Spezifikationen.................................................................................................................... 48

Betrieb - Spezifikationen ............................................................................................................................ 50

Anforderungen an den Roboter ............................................................................................................ 50

Pflege- und Wartungsmaßnahmen ............................................................................................................ 51

Allgemeines .......................................................................................................................................... 51

Spritzerschutz reinigen / austauschen.................................................................................................. 51

Schutzglas reinigen / austauschen ....................................................................................................... 51

LaserHybrid-Schlauchpaket austauschen ............................................................................................ 52

Technische Daten ...................................................................................................................................... 53

LaserHybrid-Kopf.................................................................................................................................. 53

LaserHybrid Ultracompact Schlauchpaket............................................................................................ 53

Gesamtschaltplan ...................................................................................................................................... 54

Schaltplan ............................................................................................................................................. 54

Schaltplan Druckschalter ........................................................................................................................... 55

Schaltplan ............................................................................................................................................. 55

163

Spare parts list: LaserHybrid welding head ............................................................................................... 164

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Sicherheitsvorschriften

Allgemeines Der LaserHybrid-Kopf ist nach dem Stand der Technik und den anerkannten sicherheit-

stechnischen Regeln gefertigt. Dennoch drohen bei Fehlbedienung oder Missbrauch Ge­fahr für

- Leib und Leben des Bedieners oder Dritte,

- dem LaserHybrid-Kopf und andere Sachwerte des Betreibers,

- die effiziente Arbeit mit dem LaserHybrid-Kopf.

Alle Personen, die mit der Inbetriebnahme, Bedienung, Wartung und Instandhaltung des
LaserHybrid-Kopfes zu tun haben, müssen

- entsprechend qualifiziert sein,

- Kenntnisse vom Schweißen haben und

- diese Bedienungsanleitung sowie die Bedienungsanleitungen für folgende Anlagen­komponente genau beachten:
Laser
Laser-Optik
Stromquelle und zugehöriger Drahtvorschub
Roboter und dessen Steuerung

Die Bedienungsanleitung ist ständig am Einsatzort des LaserHybrid-Kopfes aufzubewah­ren. Ergänzend zur Bedienungsanleitung sind die allgemein gültigen sowie die örtlichen
Regeln zu Unfallverhütung und Umweltschutz zu beachten.

DE

Bestimmungsge­mäße Verwen­dung

Alle Sicherheits- und Gefahrenhinweise am LaserHybrid-Kopf

- in lesbarem Zustand halten

- nicht beschädigen

- nicht entfernen

- nicht abdecken, überkleben oder übermalen.

Die Positionen der Sicherheits- und Gefahrenhinweise am LaserHybrid-Kopf entnehmen
Sie dem Kapitel „Allgemeines“ der Bedienungsanleitung Ihres LaserHybrid-Kopfes.
Störungen, die die Sicherheit beeinträchtigen können, vor dem Einschalten beseitigen.

Es geht um Ihre Sicherheit!

Der LaserHybrid-Kopf ist ausschließlich für Arbeiten im Sinne der bestimmungsgemäßen
Verwendung zu benutzen.
Der LaserHybrid-Kopf ist ausschließlich zum LaserHybrid-Schweißen von Aluminium-, Cr­Ni- und Stahl-Werkstoffen bestimmt.
Eine andere oder darüber hinausgehende Benutzung gilt als nicht bestimmungsgemäß.
Für hieraus entstandene Schäden haftet der Hersteller nicht.

Zur bestimmungsgemäßen Verwendung gehört auch

- das vollständige Lesen und Befolgen aller Hinweise aus der Bedienungsanleitung

- das vollständige Lesen und Befolgen aller Sicherheits- und Gefahrenhinweise

- die Einhaltung der Inspektions- und Wartungsarbeiten.

Den LaserHybrid-Kopf oder die verwendete Stromquelle nie zum Auftauen von Rohren
verwenden.

Der LaserHybrid-Kopf ist für den Betrieb in Industrie und Gewerbe ausgelegt. Für Schä­den, die auf den Einsatz im Wohnbereich zurückzuführen sind, haftet der Hersteller nicht.
Für mangelhafte oder fehlerhafte Arbeitsergebnisse übernimmt der Hersteller ebenfalls
keine Haftung.

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Umgebungsbe­dingungen

Betrieb oder Lagerung des LaserHybrid-Kopfes außerhalb des angegebenen Bereiches
gilt als nicht bestimmungsgemäß. Für hieraus entstandene Schäden haftet der Hersteller
nicht.

Temperaturbereich der Umgebungsluft:

- beim Betrieb: -10 °C bis + 40 °C (14 °F bis 104 °F)

- bei Transport und Lagerung: -25 °C bis +55 °C (-13 °F bis 131 °F)

Relative Luftfeuchtigkeit:

- bis 50 % bei 40 °C (104 °F)

- bis 90 % bei 20 °C (68 °F)

Umgebungsluft: frei von Staub, Säuren, korrosiven Gasen oder Substanzen, usw.
Höhenlage über dem Meeresspiegel: bis 2000 m (6561 ft. 8.16 in.)

Verpflichtungen
des Betreibers

Verpflichtungen
des Personals

Der Betreiber verpflichtet sich, nur Personen am LaserHybrid-Kopf arbeiten zu lassen, die

- mit den grundlegenden Vorschriften über Arbeitssicherheit und Unfallverhütung ver­traut und in die Handhabung des LaserHybrid-Kopf eingewiesen sind

- diese Bedienungsanleitung, insbesondere das Kapitel „Sicherheitsvorschriften“ gele­sen, verstanden und dies durch ihre Unterschrift bestätigt haben

- entsprechend den Anforderungen an die Arbeitsergebnisse ausgebildet sind.

Das sicherheitsbewusste Arbeiten des Personals ist in regelmäßigen Abständen zu über­prüfen.

Alle Personen, die mit Arbeiten am LaserHybrid-Kopf beauftragt sind, verpflichten sich, vor
Arbeitsbeginn

- die grundlegenden Vorschriften über Arbeitssicherheit und Unfallverhütung zu befol­gen

- diese Bedienungsanleitung, insbesondere das Kapitel „Sicherheitsvorschriften“ zu le­sen und durch ihre Unterschrift zu bestätigen, dass sie diese verstanden haben und
befolgen werden.

Vor Verlassen des Arbeitsplatzes sicherstellen, dass auch in Abwesenheit keine Perso­nen- oder Sachschäden auftreten können.

Persönliche
Schutzausrüs­tung

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Treffen Sie für Ihre persönliche Sicherheit folgende Vorkehrungen:

In der geschlossenen Zelle für den LaserHybrid-Prozess anwesenden Personen müssen

- Festes, auch bei Nässe isolierendes Schuhwerk tragen

- Hände durch geeignete Handschuhe schützen (elektrisch isolierend, Hitzeschutz)

- Die Augen mittels vorschriftsgemäßer Laser-Schutzbrille vor Laserstrahlen schützen.
Zum Schutz von Gesicht und Augen, vor UV-Strahlen, zusätzlich ein Schutzschild mit
vorschriftsgemäßem Filtereinsatz für Laser-Schutzklasse 4 vor der Laser-Schutzbrille
und dem Gesicht tragen. Auch mit vorschriftsgemäßem Filtereinsatz für Laserschutz­klasse 4 nicht in den Laser-Strahl blicken.

- Nur geeignete (schwer entflammbare) Kleidungsstücke verwenden

- Aufgrund des Cross-Jet-Geräusches (120 dbA) Gehörschutz verwenden

Befinden sich Personen in der geschlossenen Zelle für den LaserHybrid-Prozess,

- diese über alle Gefahren unterrichten, die im Betrieb auftreten können (z.B. mögliche
Ansammlung gesundheitsschädlicher Gase, mögliche Erstickungsgefahr durch feh­lenden Sauerstoff in der Atemluft, Gefährdung durch Laserlicht, etc.)

- Schutzmittel zur Verfügung stellen

- Schutzwände oder Schutzvorhänge aufbauen

Gefahr durch
schädliche Gase
und Dämpfe

Beim Schweißen entstehender Rauch enthält gesundheitsschädliche Gase und Dämpfe.

DE

Schweißrauch enthält Substanzen, die unter Umständen Geburtsschäden und Krebs ver­ursachen können.

Kopf von entstehendem Schweißrauch und Gasen fernhalten.

Entstehenden Rauch sowie schädliche Gase

- nicht einatmen

- durch geeignete Mittel aus dem Arbeitsbereich absaugen.

Für ausreichend Frischluft-Zufuhr sorgen.

Bei nicht ausreichender Belüftung Atemschutz-Maske mit Luftzufuhr verwenden.

Wird nicht geschweißt, das Ventil der Schutzgas-Flasche oder Hauptgasversorgung
schließen.

Besteht Unklarheit darüber, ob die Absaugleistung ausreicht, die gemessenen Schadstoff­Emissionswerte mit den zulässigen Grenzwerten vergleichen.

Folgende Komponenten sind unter anderem für den Grad der Schädlichkeit des Schweiß­rauches verantwortlich:

- Für das Werkstück eingesetzte Metalle

- Elektroden

- Beschichtungen

- Reiniger, Entfetter und dergleichen

Gefahr durch
Funkenflug

Daher die entsprechenden Materialsicherheits-Datenblätter und Herstellerangaben zu den
aufgezählten Komponenten berücksichtigen.

Entzündliche Dämpfe (z.B. Lösungsmittel-Dämpfe) vom Strahlungsbereich des Lasers
und des Lichtbogens fernhalten.

Funkenflug kann Brände und Explosionen auslösen.

Niemals in der Nähe brennbarer Materialien schweißen.

Brennbare Materialien müssen mindestens 11 m (35 ft.) vom LaserHybrid-Schweißpro­zess entfernt sein oder mit einer geprüften Abdeckung zugedeckt werden.

Geeigneten, geprüften Feuerlöscher bereithalten.

Funken und heiße Metallteile können auch durch kleine Ritzen und Öffnungen in umliegen­de Bereiche gelangen. Entsprechende Maßnahmen ergreifen, dass dennoch keine Verlet­zungs- und Brandgefahr besteht.

Nicht in feuer- und explosionsgefährdeten Bereichen und an geschlossenen Tanks, Fäs­sern oder Rohren schweißen, wenn diese nicht gemäß den entsprechenden nationalen
und internationalen Normen vorbereitet sind.

An Behältern in denen Gase, Treibstoffe, Mineralöle und dgl. gelagert sind/waren, darf
nicht geschweißt werden. Durch Rückstände besteht Explosionsgefahr.

Gefahren durch
Netz- und
Schweißstrom

Ein elektrischer Schlag ist grundsätzlich lebensgefährlich und kann tödlich sein.

Spannungsführende Teile innerhalb und außerhalb des Gerätes nicht berühren.

9

Beim MIG/MAG- und WIG-Schweißen sind auch der Schweißdraht, die Drahtspule, die
Vorschubrollen sowie alle Metallteile, die mit dem Schweißdraht in Verbindung stehen,
spannungsführend.

Den Drahtvorschub immer auf einem ausreichend isolierten Untergrund aufstellen oder
eine geeignete, isolierende Drahtvorschub-Aufnahme verwenden.

Für geeigneten Selbst- und Personenschutz durch gegenüber dem Erd- oder Massepoten­tial ausreichend isolierende, trockene Unterlage oder Abdeckung sorgen. Die Unterlage
oder Abdeckung muss den gesamten Bereich zwischen Körper und Erd- oder Massepo­tential vollständig abdecken.

Sämtliche Kabel und Leitungen müssen fest, unbeschädigt, isoliert und ausreichend di­mensioniert sein. Lose Verbindungen, angeschmorte, beschädigte oder unterdimensio­nierte Kabel und Leitungen sofort erneuern.
Vor jedem Gebrauch die Stromverbindungen durch Handgriff auf festen Sitz überprüfen.
Bei Stromkabeln mit Bajonettstecker das Stromkabel um min. 180° um die Längsachse
verdrehen und vorspannen.

Kabel oder Leitungen weder um den Körper noch um Körperteile schlingen.

Die Elektrode (Stabelektrode, Wolframelektrode, Schweißdraht, ...)

- niemals zur Kühlung in Flüssigkeiten eintauchen

- niemals bei eingeschalteter Stromquelle berühren.

Zwischen den Elektroden zweier Schweißgeräte kann zum Beispiel die doppelte Leerlauf­Spannung eines Schweißgerätes auftreten. Bei gleichzeitiger Berührung der Potentiale
beider Elektroden besteht unter Umständen Lebensgefahr.

Netz- und Gerätezuleitung regelmäßig von einer Elektro-Fachkraft auf Funktionstüchtig­keit des Schutzleiters überprüfen lassen.

Das Gerät nur an einem Netz mit Schutzleiter und einer Steckdose mit Schutzleiter-Kon­takt betreiben.

Wird das Gerät an einem Netz ohne Schutzleiter und an einer Steckdose ohne Schutzlei­ter-Kontakt betrieben, gilt dies als grob fahrlässig. Für hieraus entstandene Schäden haftet
der Hersteller nicht.

Falls erforderlich, durch geeignete Mittel für eine ausreichende Erdung des Werkstückes
sorgen.

Nicht verwendete Geräte ausschalten.

Bei Arbeiten in größerer Höhe Sicherheitsgeschirr zur Absturzsicherung tragen.

Vor Arbeiten am Gerät das Gerät abschalten und Netzstecker ziehen.

Das Gerät durch ein deutlich lesbares und verständliches Warnschild gegen Anstecken
des Netzsteckers und Wiedereinschalten sichern.

Nach dem Öffnen des Gerätes:

- alle Bauteile die elektrische Ladungen speichern entladen

- sicherstellen, dass alle Komponenten des Gerätes stromlos sind.

Sind Arbeiten an spannungsführenden Teilen notwendig, eine zweite Person hinzuziehen,
die den Hauptschalter rechtzeitig ausschaltet.

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Vagabundieren­de Schweißströ­me

EMV-Maßnahmen Warnung vor elektromagnetischem Feld! Elektromagnetische Felder können Gesund-

Werden die nachfolgend angegebenen Hinweise nicht beachtet, ist die Entstehung vaga­bundierender Schweißströme möglich, die folgendes verursachen können:

- Feuergefahr

- Überhitzung von Bauteilen, die mit dem Werkstück verbunden sind

- Zerstörung von Schutzleitern

- Beschädigung des Gerätes und anderer elektrischer Einrichtungen

Für eine feste Verbindung der Werkstück-Klemme mit dem Werkstück sorgen.

Werkstück-Klemme möglichst nahe an der zu schweißenden Stelle befestigen.

Bei elektrisch leitfähigem Boden, das Gerät mit ausreichender Isolierung gegenüber dem
Boden aufstellen.

Bei Verwendung von Stromverteilern, Doppelkopf-Aufnahmen, etc., folgendes beachten:
Auch die Elektrode des nicht verwendeten Schweißbrenners / Elektrodenhalters ist poten­tialführend. Sorgen Sie für eine ausreichend isolierende Lagerung des nicht verwendeten
Schweißbrenners / Elektrodenhalters.

Bei automatisierten MIG/MAG Anwendungen die Drahtelektrode nur isoliert von Schweiß­draht-Fass, Großspule oder Drahtspule zum Drahtvorschub führen.

heitsschäden verursachen, die noch nicht bekannt sind.

DE

Es liegt im Verantwortungsbereich des Betreibers dafür Sorge zu tragen, dass keine elek­tromagnetischen Störungen an elektrischen und elektronischen Einrichtungen auftreten.

Werden elektromagnetische Störungen festgestellt, ist der Betreiber verpflichtet, Maßnah­men für die Störungsbehebung zu ergreifen.

Mögliche Probleme und Störfestigkeit von Einrichtungen in der Umgebung gemäß natio­nalen und internationalen Bestimmungen prüfen und bewerten:

- Sicherheitseinrichtungen

- Netz-, Signal- und Daten-Übertragungsleitungen

- EDV- und Telekommunikations-Einrichtungen

- Einrichtungen zum Messen und Kalibrieren

- die Gesundheit benachbarter Personen, z.B. Träger von Herzschrittmachern und Hör­hilfen

Träger von Herzschrittmachern müssen sich von ihrem Arzt beraten lassen, bevor sie sich
in unmittelbarer Nähe des Schweißarbeitsplatzes aufhalten.

Unterstützende Maßnahmen zur Vermeidung von EMV-Problemen:
a) Netzversorgung

- Treten elektromagnetische Störungen trotz vorschriftsgemäßen Netzanschluss

auf, zusätzliche Maßnahmen ergreifen (z.B. geeigneten Netzfilter verwenden).

b) Schweißleitungen

- so kurz wie möglich halten

- eng zusammen verlaufen lassen (auch zur Vermeidung von EMV-Problemen)

- weit entfernt von anderen Leitungen verlegen

c) Potentialausgleich
d) Erdung des Werkstückes

- Falls erforderlich, Erdverbindung über geeignete Kondensatoren herstellen.

e) Abschirmung, falls erforderlich

- Andere Einrichtungen in der Umgebung abschirmen

- Gesamte Schweißinstallation abschirmen

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Besondere Ge­fahrenstellen

Verletzungsgefahr der Augen durch den Laserstrahl. Zusätzlich zum Schutzschild mit vor­schriftgemäßem UV-Filtereinsatz, die Augen mittels vorschriftsgemäßer Laser-Schutzbril­le vor Laserstrahlen schützen. Dennoch sicherstellen, dass keine Person unbeabsichtigt
in den Laserstrahl blicken kann.

Bei besonders blanken, hochreflektierenden Werkstückoberflächen besteht zusätzliche
Gefahr durch reflektierte Laser-Streustrahlung. Entsprechende Vorkehrungen treffen,
dass anwesende Personen auch vor Laser-Streustrahlung ausreichend geschützt sind.

Hände, Haare, Kleidungsstücke und Werkzeuge von beweglichen Teilen fernhalten, wie
zum Beispiel:

- Ventilatoren

- Zahnrädern

- Rollen

- Wellen

- Drahtspulen und Schweißdrähten

Nicht in rotierende Zahnräder des Drahtantriebes oder in rotierende Antriebsteile greifen.

Abdeckungen und Seitenteile dürfen nur für die Dauer von Wartungs- und Reparaturarbei­ten geöffnet / entfernt werden.

Während des Betriebes

- Sicherstellen, dass alle Abdeckungen geschlossen und sämtliche Seitenteile ord­nungsgemäß montiert sind.

- Alle Abdeckungen und Seitenteile geschlossen halten.

Austritt des Schweißdrahtes aus dem Schweißbrenner bedeutet ein hohes Verletzungsri­siko (Durchstechen der Hand, Verletzung von Gesicht und Augen, ...).

Daher stets den Schweißbrenner vom Körper weghalten (Geräte mit Drahtvorschub) und
eine geeignete Schutzbrille verwenden.

Werkstück während und nach dem Schweißen nicht berühren - Verbrennungsgefahr.

Von abkühlenden Werkstücken kann Schlacke abspringen. Daher auch bei Nacharbeiten
von Werkstücken die vorschriftsgemäße Schutzausrüstung tragen und für ausreichenden
Schutz anderer Personen sorgen.

Schweißbrenner und andere Ausrüstungskomponenten mit hoher Betriebstemperatur ab­kühlen lassen, bevor an ihnen gearbeitet wird.

In feuer- und explosionsgefährdeten Räumen gelten besondere Vorschriften

- entsprechende nationale und internationale Bestimmungen beachten.

Stromquellen für Arbeiten in Räumen mit erhöhter elektrischer Gefährdung (z.B. Kessel)
müssen mit dem Zeichen (Safety) gekennzeichnet sein. Die Stromquelle darf sich jedoch
nicht in solchen Räumen befinden.

Verbrühungsgefahr durch austretendes Kühlmittel. Vor dem Abstecken von Anschlüssen
für den Kühlmittelvorlauf oder -rücklauf, das Kühlgerät abschalten.

Beim Hantieren mit Kühlmittel, die Angaben des Kühlmittel Sicherheits-Datenblattes be­achten. Das Kühlmittel Sicherheits-Datenblatt erhalten Sie bei Ihrer Service-Stelle oder
über die Homepage des Herstellers.

12

Für den Krantransport von Geräten nur geeignete Last-Aufnahmemittel des Herstellers
verwenden.

- Ketten oder Seile an allen vorgesehenen Aufhängungspunkten des geeigneten Last­Aufnahmemittels einhängen.

- Ketten oder Seile müssen einen möglichst kleinen Winkel zur Senkrechten einneh­men.

- Gasflasche und Drahtvorschub (MIG/MAG- und WIG-Geräte) entfernen.

Bei Kran-Aufhängung des Drahtvorschubes während des Schweißens, immer eine geeig­nete, isolierende Drahtvorschub-Aufhängung verwenden (MIG/MAG- und WIG-Geräte).

Informelle Sicher­heitsmaßnahmen

Ist das Gerät mit einem Tragegurt oder Tragegriff ausgestattet, so dient dieser ausschließ­lich für den Transport per Hand. Für einen Transport mittels Kran, Gabelstapler oder an­deren mechanischen Hebewerkzeugen, ist der Tragegurt nicht geeignet.

Alle Anschlagmittel (Gurte, Schnallen, Ketten, etc.) welche im Zusammenhang mit dem
Gerät oder seinen Komponenten verwendet werden, sind regelmäßig zu überprüfen (z.B.
auf mechanische Beschädigungen, Korrosion oder Veränderungen durch andere Umwelt­einflüsse).
Prüfintervall und Prüfumfang haben mindestens den jeweils gültigen nationalen Normen
und Richtlinien zu entsprechen.

Gefahr eines unbemerkten Austrittes von farb- und geruchlosem Schutzgas, bei Verwen­dung eines Adapters für den Schutzgas-Anschluss. Das geräteseitige Gewinde des Adap­ters, für den Schutzgas-Anschluss, vor der Montage mittels geeignetem Teflon-Band
abdichten.

Die Bedienungsanleitung ist ständig am Einsatzort des LaserHybrid-Kopfes aufzubewah­ren.

Ergänzend zur Bedienungsanleitung sind die allgemein gültigen sowie die örtlichen Re­geln zu Unfallverhütung und Umweltschutz bereit zu stellen und zu befolgen.

Alle Sicherheits- und Gefahrenhinweise am LaserHybrid-Kopf sind in lesbarem Zustand zu
halten.

DE

Sicherheitsmaß­nahmen am Auf­stellort

Die Zelle für den LaserHybrid-Schweißprozess muss folgende Anforderungen erfüllen:

- lichtdicht gegenüber umliegenden Räumen abgeschlossen

- mit mindestens 1 mm Stahlblech und/oder zugelassenem Laser-Schutzglas vor Aus­tritt von UV- und Laserstrahlen abgeschirmt

- Sowohl der Laser-Schweißprozess, als auch der Lichtbogen-Schweißprozess, muss
beim Öffnen der Zelle sofort automatisch stoppen.

Ein umstürzendes Gerät kann Lebensgefahr bedeuten! Das Gerät auf ebenem, festem Un­tergrund standsicher aufstellen

- Ein Neigungswinkel von maximal 10° ist zulässig.

In feuer- und explosionsgefährdeten Räumen gelten besondere Vorschriften

- entsprechende nationale und internationale Bestimmungen beachten.

Durch innerbetriebliche Anweisungen und Kontrollen sicherstellen, dass die Umgebung
des Arbeitsplatzes stets sauber und übersichtlich ist.

Das Gerät nur gemäß der am Leistungsschild angegebenen Schutzart aufstellen und be­treiben.

Beim Aufstellen des Gerätes einen Rundumabstand von 0,5 m (1 ft. 7.69 in.) sicherstellen,
damit die Kühlluft ungehindert ein- und austreten kann.

Beim Transport des Gerätes dafür Sorge tragen, dass die gültigen nationalen und regio­nalen Richtlinien und Unfallverhütungs-Vorschriften eingehalten werden. Dies gilt speziell
für Richtlinien hinsichtlich Gefährdung bei Transport und Beförderung.

13

Vor jedem Transport des Gerätes, das Kühlmittel vollständig ablassen, sowie folgende
Komponenten demontieren:

- Drahtvorschub

- Drahtspule

- Schutzgas-Flasche

Vor der Inbetriebnahme, nach dem Transport, unbedingt eine Sichtprüfung des Gerätes
auf Beschädigungen vornehmen. Allfällige Beschädigungen vor Inbetriebnahme von ge­schultem Servicepersonal instandsetzen lassen.

Sicherheitsmaß­nahmen im Nor­malbetrieb

Sicherheitstech­nische Inspektion

Den LaserHybrid-Kopf nur betreiben, wenn alle Schuz- und Sicherheitseinrichtungen voll
funktionstüchtig sind. Sind die Sicherheitseinrichtungen nicht voll funktionstüchtig, besteht
Gefahr für

- Leib und Leben des Bedieners oder Dritte,

- das Gerät und andere Sachwerte des Betreibers

- die effiziente Arbeit mit dem Gerät.

Nicht voll funktionstüchtige Sicherheitseinrichtungen vor dem Einschalten des Gerätes in­standsetzen.

Sicherheitseinrichtungen niemals umgehen oder außer Betrieb setzen.

Vor Inbetriebsetzung des LaserHybrid-Kopfes sicherstellen, dass niemand gefährdet wer­den kann.

Den LaserHybrid-Kopf mindestens einmal pro Woche auf äußerlich erkennbare Schäden
und Funktionstüchtigkeit der Sicherheitseinrichtungen überprüfen.

Der Betreiber ist verpflichtet, den LaserHybrid-Kopf nach Veränderung, Ein- oder Umbau­ten, Reparatur, Pflege und Wartung sowie mindestens alle zwölf Monate durch eine Elek­tro-Fachkraft auf ordnungsgemäßen Zustand überprüfen zu lassen.

Vorschrift Titel

IEC (EN) 60 974-1 Einrichtungen zum Lichtbogenschweißen, Teil 1: Schweiß-

stromquellen
BGV A2, §5 Elektrische Anlagen und Betriebsmittel
BGV D1, §33 / §49 Schweißen, Schneiden und verwandte Arbeitsverfahren
VDE 0701-1 Instandsetzung, Änderung und Prüfung elektrischer Geräte;

allgemeine Anforderungen
VDE 0702-1 Wiederholungsprüfungen an elektrischen Geräten

Veränderungen Ohne Genehmigung des Herstellers keine Veränderungen, Ein- oder Umbauten am Lase-

rHybrid-Kopf vornehmen.

Bauteile in nicht einwandfreiem Zustand sofort austauschen lassen.

Ersatz- und Ver­schleißteile

14

Nur Original-Ersatz- und Verschleißteile verwenden (gilt auch für Normteile).
Bei fremdbezogenen Teilen ist nicht gewährleistet, dass sie beanspruchungsund sicher­heitsgerecht konstruiert und gefertigt sind.

Bei Bestellung genaue Benennung und Sach-Nummer laut Ersatzteilliste, sowie Serien­nummer Ihres Gerätes angeben.

Kalibrieren von
Stromquellen

Auf Grund internationaler Normen ist eine regelmäßige Kalibrierung von Stromquellen er­forderlich. Der Hersteller empfiehlt ein Kalibrierintervall von 12 Monaten. Setzen Sie sich
für nähere Informationen mit Ihrer Servicestelle in Verbindung.

DE

Die CE-Kenn­zeichnung

Urheberrecht Das Urheberrecht an dieser Bedienungsanleitung verbleibt beim Hersteller.

Der LaserHybrid-Kopf erfüllt die grundlegenden Anforderungen der Niederspannungs-und
Elektromagnetischen Verträglichkeits-Richtlinie und ist daher CE-gekennzeichnet.

Text und Abbildungen entsprechen dem technischen Stand bei Drucklegung. Änderungen
vorbehalten. Der Inhalt der Bedienungsanleitung begründet keinerlei Ansprüche seitens
des Käufers. Für Verbesserungsvorschläge und Hinweise auf Fehler in der Bedienungs­anleitung sind wir dankbar.

15

Allgemeines

Grundprinzip Beim LaserHybrid-Prozess werden die Vorteile des Laserstrahls (hohe Einschweißtiefe

und schmale Wärmeeinflusszone) mit den Vorteilen des MIG/MAG-Verfahrens (Einbrin­gen von Zusatzwerkstoff und gute Spaltüberbrückung) kombiniert.

Funktionsweise
und praktische
Umsetzung

Bisher konnten außergewöhnliche Anforderungen an Fügeteile nicht oder nur mit großem
finanziellen Aufwand realisiert werden. Das grundlegend neue LaserHybrid-Verfahren er­schließt eine Vielzahl von Synergie-Effekten für eine große Bandbreite von Anwendungen
in der Fügetechnik.

Eine Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit resultiert aus folgenden Vorteilen des LaserHy­brid-Verfahrens:

- erweiterte Einsatzmöglichkeiten

- höhere Leistungsfähigkeit

- reduzierte Fertigungszeiten und -kosten

- höhere Produktivität

Auf Grund des Erfordernisses von Festkörperlasern mit höherer Ausgangsleistung gelang
die Gestaltung eines stabilen Prozesses erst in jüngster Zeit. Zahlreiche Untersuchungen
haben sich mit Hybridschweißverfahren beschäftigt, die sowohl Laser- als auch Lichtbo­genprozess auf eine einzige Prozesszone (Plasma und Schmelze) einwirken lassen.

Die Wahl günstiger Prozessparameter, sowohl für den Anteil des Laserprozesses als auch
für den Anteil des Lichtbogenverfahrens, erlaubt die gezielte Beeinflussung von Nahtei­genschaften, wie Geometrie und Gefügeausbildung. Durch den zugeführten Zusatzwerk­stoff sorgt der Anteil des Lichtbogenverfahrens für höhere Spaltüberbrückbarkeit,
bestimmt die Nahtbreite und mindert somit den Aufwand der Schweißnaht-Vorbereitung.
Aus der Wechselwirkung beider Prozesse resultiert eine deutliche Effizienzsteigerung.

LaserHybrid-Pro­zess

Für das Schweißen metallischer Werkstücke eignet sich ein Nd:YAG-Laser mit einer In­tensität von mehr als 106 W/cm². Trifft der Laserstrahl auf die Materialoberfläche, erhitzt
er sie an dieser Stelle auf Verdampfungstemperatur. Auf Grund des abströmenden Me­talldampfes bildet sich im Schweißgut eine Dampfkapillare aus. Das Ergebnis ist eine im
Verhältnis zur Breite große Schweißnaht-Tiefe. Die Energieflussdichte des Lichtbogenpro­zesses beträgt ungefähr 104 W/cm².

In der folgenden Abbildung ist das Prinzip des LaserHybrid-Schweißens skizziert. Der dar­gestellte Laserstrahl führt dem Schweißgut im oberen Nahtbereich zusätzlich zum Licht­bogen Wärme zu. Im Gegensatz zu einer losen Kombination des Laserschweißverfahrens
mit dem Lichtbogenprozess gilt das Hybridschweißen als Bündelung beider Verfahren in­nerhalb einer Prozesszone. Die dadurch entstehende wechselseitige Beeinflussung der
Prozesse kann durch Variation der eingesetzten Lichtbogen- oder Laserverfahren gesteu­ert werden.

Der Effekt des Laserprozesses und der Wärmeeintrag des Lichtbogenprozesses ermög­licht eine höhere Schweißtiefe und Schweißgeschwindigkeit gegenüber den Einzelverfah­ren. Der aus der Dampfkapillare ausströmende Metalldampf wirkt auf das
Lichtbogenplasma zurück. Die Absorption der Nd:YAG - Laserstrahlung im Plasma bleibt
vernachlässigbar klein. Je nach gewähltem Verhältnis der Leistungsbeiträge kann der La­ser- oder der Lichtbogencharakter überwiegen.

16

(1) Werkstück
(2) Tiefschweißkanal

(5)

(6)

(3) Laser-induziertes Plasma
(4) abströmender Metalldampf
(5) Laserstrahl

(4)

(3)

(2)

(7)

(8)

(6) Elektrode
(7) Lichtbogen
(8) Schutzgas-Mantel
(9) Schweißrichtung

(1)

(9)

Für die Absorption der Laserstrahlung ist die Temperatur der Werkstück-Oberfläche von
besonderer Bedeutung. Zu Schweißbeginn muss insbesondere bei Aluminiumoberflächen
die Anfangsreflexion überwunden werden. Nach Erreichen der Verdampfungstemperatur
bildet sich ein Dampfkanal, sodass nahezu die gesamte Strahlungsenergie in das Werk­stück eingebracht werden kann.

DE

Synergien Aus der Zusammenführung des Laserprozesses mit dem Lichtbogenverfahren können fol-

gende Synergieeffekte erschlossen werden:

Vorteile des LaserHybrid Verfahrens gegenüber dem Laserprozess allein:

- Schweißbarkeit von Bauteilen mit weiteren Spaltabständen, infolge des größeren
Schmelzbades

- höhere Spaltüberbrückbarkeit bei kurzzeitig auftretendem Spalt

- breiterer und tieferer Einbrand

- wesentlich höheres Anwendungsgebiet

- geringere Investitionskosten durch Einsatz eines Lasers mit geringerer Leistung

- höhere Zähigkeit der Naht

Vorteile des LaserHybrid Verfahrens gegenüber dem Lichtbogenverfahren allein:

- höhere Schweißgeschwindigkeit

- tieferer Einbrand trotz höherer Geschwindigkeiten

- wenig Wärmeeinbringung garantiert geringstmögliche Beeinflussung des Gefüges

- höhere Festigkeit der Naht

- schmälere Naht

Resümee Der Lichtbogenschweißprozess wird durch folgende Eigenschaften charakterisiert:

- preiswerte Energiequelle

- gute Spaltüberbrückbarkeit

- Gefügebeeinflussung auf Grund der Zugabe von Zusatzwerkstoff

Mit dem Laser-Anteil des Hybridprozesses werden folgende Merkmale erreicht:

- hohe Einschweißtiefe

- hohe Schweißgeschwindigkeit

- geringe thermische Belastung

- schmale Naht

Ab einer bestimmten Strahldichte erzeugt das Laserlicht den sogenannten Tiefschweißef­fekt. Dieser Effekt tritt bei metallischen Werkstoffen auf und sorgt dafür, dass sich Bauteile
mit höherer Wandstärke fügen lassen.

17

Das gegenüber dem Lichtbogen-Verfahren kleinere Schmelzbad schränkt die Wärmeein­bringung ein und ermöglicht dadurch eine kleinere Wärmeeinflusszone. Die Folge ist ge­ringerer Verzug, wodurch sich der Aufwand für Nacharbeiten verringert. Der
Lichtbogenprozess sorgt für nachträgliche Wärmeeinbringung. Diese sorgt für den zusätz­lichen Effekt des Anlassens des bereits vom Laser geschweißten Werkstück-Bereiches.
Insbesondere bei Stahl findet auf diese Weise ein Abbau von Härtespitzen statt.

18

Führung des LaserHybrid-Kopfes

DE

Ausrichtung

Den LaserHybrid-Kopf stets in einem An­stellwinkel von „5° stechend“ führen.
Das heißt, der LaserHybrid-Kopf verfährt
um 5° geneigt in y-Richtung.

5°

HINWEIS!

Wird die Ausrichtung „5° stechend“
nicht beachtet, kommt es zu schwerwie­genden Schäden an der Lichtleitfaser,
da die Laserstrahlung unmittelbar in die
Laser-Optik reflektiert wird.

y

19

Einstellen der relativen Position Lichtbogen / Laser

Sicherheit

Stick-Out

WARNUNG!

Fehlerhaft durchgeführte Arbeiten können schwerwiegende Personen- und Sach­schäden verursachen.

Die Einstellarbeiten dürfen nur von geschultem Fachpersonal durchgeführt werden! Be­achten Sie die Sicherheitsvorschriften in der Bedienungsanleitung, insbesondere den Teil
„Sicherheitstechnische Inspektion“.

HINWEIS!

(1)

(2)

14 mm

(3)

Bei der Einstellung der räumlichen Lage
des Schweißbrenners generell auf ein
Stick-Out von 14 mm achten.

(1) Schweißbrenner
(2) Kontaktrohr
(3) Stick-Out

Fixierschrauben

HINWEIS!

Die Abbildung zeigt den LaserHybrid-Kopf ohne Gehäusedeckel.

Vor jeder Inbetriebnahme des LaserHybrid-Kopfes, den Gehäusedeckel montieren.

20

(1)

(1)

DE

(3)

(3)

(2)

Fixierschrauben für Koordinatenachsen

(2)

(3)

(2)

(1)

x-Achse einrich­ten

Am LaserHybrid-Kopf Gehäusedeckel

1

abmontieren
Fixierschrauben (2) lösen

2

(Abbildung Fixierschrauben für Koordi­natenachsen)

Lageänderung in x-Richtung einstellen und ablesen

Gewünschte Lageänderung mittels Einstellschraube gemäß Abbildung

3

Eine Viertel Drehung entspricht 0,25 mm Einstellweg.

x

21

y-Achse einrich­ten

Eine volle Drehung entspricht 1 mm Einstellweg.

Einstellbereich ... +/- 2 mm

Fixierschrauben (2) festziehen

4

(Abbildung Fixierschrauben für Koordinatenachsen)
Gehäusedeckel montieren

5

Lageänderung in y-Richtung einstellen Lageänderung in y-Richtung ablesen

Am LaserHybrid-Kopf Gehäusedeckel abmontieren

1

Fixierschrauben (3) lösen

2

(Abbildung Fixierschrauben für Koordinatenachsen)
Gewünschte Lageänderung mittels Einstellschraube gemäß

3

Abbildung

Eine Viertel Drehung entspricht 0,25 mm Einstellweg.

Eine volle Drehung entspricht 1 mm Einstellweg.

Einstellbereich ... +6 / -1 mm

Ablesegenauigkeit mittels Nonius ... 0,1 mm

Fixierschrauben (3) festziehen

4

(Abbildung Fixierschrauben für Koordinatenachsen)
Gehäusedeckel montieren

5

y

22

z-Achse einrich­ten

Lageänderung in z-Richtung einstellen Lageänderung in z-Richtung ablesen

Am LaserHybrid-Kopf Gehäusedeckel abmontieren

1

Fixierschrauben (1) und (2) lösen

2

(Abbildung Fixierschrauben für Koordinatenachsen)
Gewünschte Lageänderung mittels Einstellschraube gemäß

3

Abbildung

z

Eine Viertel Drehung entspricht 0,25 mm Einstellweg.

DE

Eine volle Drehung entspricht 1 mm Einstellweg.

Einstellbereich ... +10 / - 20 mm

Ablesegenauigkeit mittels Nonius ... 0,1 mm

Fixierschrauben (1) und (2) festziehen

4

(Abbildung Fixierschrauben für Koordinatenachsen)
Gehäusedeckel montieren

5

23

Kollisionsschutz

Allgemeines Zum Schutz des Schweißbrenners und des gesamten LaserHybrid-Kopfes ist der

Schweißbrenner mit einem Kollisionsschutz ausgerüstet.

Der Kollisionschutz wirkt nach dem Prinzip eines potentialfreier Kontakts. Ab einer be­stimmten Auslenkung des Schweißbrenners öffnet der Stromkreis (Ringleitung) zwischen
den beiden Eingängen für die Robotersteuerung.

Die Ringleitung führt vom Print LBDSP am LaserHybrid-Kopf über die Schlauchpakete und
den Zwischenantrieb bis zum Anschluss des verwendeten Roboterinterfaces oder Feld­busses an der Stromquelle.

Sicherheit

Der Kollisionschutz und dessen digitale Auswertung kann einen elektromechani­schen Not-Aus-Schalter nicht ersetzen.

Genau wie der Kollisionschutz muss auch der Not-Aus-Schalter sowohl eine Abschaltung
des Lichtbogenprozesses als auch des Laserprozesses auslösen.

Bedienung Nach jeder Kollision muss der Referenzpunkt kontrolliert werden. Gehen Sie wie folgt vor:

1

2

3

Prinzip der Sig­nalauswertung

Das Signal vom Kollisionsschutz wird mittels LocalNet erfasst und anschließend über das
Roboterinterface (z.B. ROB 5000) oder den Feldbus an die Robotersteuerung übertragen.
Kommt es zu einer Kollision, öffnet die Ringleitung, der Signalpegel fällt ab, und die Robo­tersteuerung muss folgenden Programmablauf ausführen:

- Sofortiger Stopp des Laser- und des Lichtbogenprozesses

- Sofortiger Stopp der Roboterbewegung

WARNUNG!

Am Schweißbrenner des LaserHybrid-Kopfes, einen Stick-Out von 14 mm einstellen
(Kapitel „Einstellen der relativen Position Lichtbogen / Laser“)

Referenzpunkt anfahren
Mittels Schablone die Position des Fokus-Punktes in x/y-Richtung kontrollieren

(Kapitel „Einstellen des Fokus-Punktes“; Abschnitt „x/y-Richtung: vorbereiten“)

24

Einstellen der Position an der Aufnahmeeinheit für
den Roboter

Sicherheit

Fehlerhaft durchgeführte Arbeiten können schwerwiegende Personen- und Sach­schäden verursachen.

Die Einstellarbeiten dürfen nur von geschultem Fachpersonal durchgeführt werden! Be­achten Sie die Sicherheitsvorschriften in der Bedienungsanleitung, insbesondere den Teil
„Sicherheitstechnische Inspektion“.

Allgemeines Eine Montage des LaserHybrid-Kopfes an der Aufnahmeeinheit für den Roboter ist in den

nachfolgend illustrierten Positionen A bis D möglich.

Position A

WARNUNG!

(1)

180°

DE

mm 5,613

Montage des LaserHybrid-Kopfes in Position A (alternativ um 180° gedreht)

(1) Aufnahmeeinheit

mm 5,613

25

Position B

HINWEIS!

In den Positionen A und B kann der Laser-Hybrid-Kopf um 180° gedreht montiert
werden.

Diese Einstellung dient zur erleichterten Ausführung kurzer Schweißnähte an Randzonen
oder in Ecken des Werkstückes.

90 mm

mm 5,613

(1)

180°

90 mm

mm 5,613

Position C und D

26

Montage des LaserHybrid-Kopfes in Position B (alternativ um 180° gedreht)

(1) Aufnahmeeinheit

HINWEIS!

In den Positionen A und B kann der Laser-Hybrid-Kopf um 180° gedreht montiert
werden.

Diese Einstellung dient zur erleichterten Ausführung kurzer Schweißnähte an Randzonen
oder in Ecken des Werkstückes.

Position C Position D

(1)

DE

(1)

90 mm

m
m
5,
61

3

Montage des LaserHybrid-Kopfes in Position C und D

(1) Aufnahmeeinheit

90 mm

mm 5,61

90 mm

3

27

Fokus-Punkt einstellen

Sicherheit

Fehlerhaft durchgeführte Arbeiten können schwerwiegende Personen- und Sach­schäden verursachen.

Die Einstellarbeiten dürfen nur von geschultem Fachpersonal durchgeführt werden! Be­achten Sie die Sicherheitsvorschriften in der Bedienungsanleitung, insbesondere den Teil
„Sicherheitstechnische Inspektion“.

Allgemeines Für die beschriebenen Einstellarbeiten ist ein Pilot-Laser mit geringer Leistung erforder-

lich.

Die Lage des Fokus-Punktes für den Laserstrahl gegenüber dem Werkstück und dem
Drahtelektroden-Ende des Lichtbogenprozesses ist in allen drei kartesischen Koordinate­nachsen einstellbar.

Die Einstellung des Fokus-Punktes in allen Koordinatenachsen ist erforderlich:

- Nach erfolgter Montage des Laser-Schweißkopfes

- Nach jedem Austausch der Laser-Optik

- Bei der Programmierung eines neuen Referenzpunktes

WARNUNG!

Fokus-Punkt ein­stellen - Über­sicht

Fokus-Punkt ein­stellen - vorberei­tende Tätigkeiten

Der Fokus-Punkt muss exakt auf der Werkstück-Oberfläche liegen. Um dies zu gewähr­leisten wird der Laser-Schweißkopf über einem Versuchs-Werkstück langsam angehoben
und gleichzeitig in Vorschubrichtung bewegt. Diese rampenförmig ansteigende Bewegung
erfolgt entlang eines zuvor an der Roboter-Steuerung programmierten Slopes.
Dabei ist nur der Laser aktiv, nicht aber der Lichtbogen-Prozess.
Nähert sich der Fokus-Punkt der Werkstück-Oberfläche, steigt der Einbrand am Versuchs­Werkstück rapide an.
Auf Grund der Höhe des Laser-Schweißkopfes über dem relativ schmalen und gut erkenn­baren Bereich des tiefsten Einbrandes lässt sich die korrekte Einstellung des Fokus-Punk­tes feststellen.

Pilot-Laser einschalten

1

Höhe des Laser-Schweißkopfes so einstellen, dass der Punkt des Laser-Strahles am

2

Werkstück seinen geringsten Durchmesser erreicht.

Diese Höhe dient als Bezugslinie für den zu programmierenden Slope.

Einen Slope programmieren, der bei einer Höhe des Laser-Schweißkopfes von -20

3

mm beginnt und bei +20 mm endet, gemessen an der Bezugslinie.

Um eine möglichst gute Erkennbarkeit der Stelle mit dem tiefsten Einbrand zu ermög­lichen, soll sich der Slope über eine Länge von ca. 100 mm erstrecken.

28

z

+ 20 mm

DE

(1)

Fokus-Punkt in
der z-Achse ein­stellen

(2)

v = 2 m/min

y

(3)

- 20 mm

100 mm

(1) Kleinster Fokus des Pilotlasers

(Entspricht nicht dem Fokus des Schweißlasers)
(2) Bezugslinie
(3) Fokus des Schweißlasers

(= tiefster Einbrand am Werkstück)

Die MIG/MAG-Stromquelle ausschalten

4

HINWEIS!

Die Brenner-Anstellung des Laser-Schweißkopfes auf 5° stechend einstellen.

Wird die Anstellung „5° stechend“ nicht beachtet, kommt es zu schwerwiegenden Schäden
an der Lichtleit-Faser, da die Laser-Strahlung unmittelbar in die Laser-Optik reflektiert wird.

Versuchs-Werkstück mit einer Blechdicke von ca. 2 mm einspannen

1

Justierring an der Laser-Optik auf „0“ einstellen

2

WARNUNG!

Verletzungsgefahr durch aktiven Laser.

Bei der Bestimmung des Fokus-Punktes gelten dieselben Schutzbestimmungen wie beim
LaserHybrid-Schweißen (z.B.: Schutz der Augen mittels vorschriftsgemäßem Filtereinsatz
für Laser-Schutzklasse 4, etc.). Die Sicherheitsvorschriften in dieser Bedienungsanleitung
beachten und einhalten!

Laser-Leistung auf 3 kW einstellen

3

Den zuvor programmierten Slope bei einer Vorschubgeschwindigkeit von 2 m/min ab-

4

fahren
Erhöht sich der Einbrand am Versuchs-Werkstück sprunghaft, den Roboter und den

5

Laser anhalten

WICHTIG! Beim Einstellen des Stick-Outs am Schweißbrenner die Position des Laser­Schweißkopfes unverändert lassen.

Am Schweißbrenner ein Stick-Out von 14 mm einstellen

6

Den Laser-Schweißkopf in der z-Achse so einstellen, dass die Drahtelektrode die

7

Werkstück-Oberfläche gerade berührt

29

Die ermittelte Höhe des Laser-Schweißkopfes als z-Koordinate des Referenzpunktes

8

für den Roboter speichern

Fokus-Punkt in
der x- und y-Ach­se einstellen ­Vorbereitung

Im Lieferumfang des Laser-Schweißkopfes ist eine Metallschablone (1) zur exakten Ein­stellung der Position des Fokus-Punktes gegenüber dem Ende der Drahtelektrode enthal­ten.

Am Schweißbrenner des Laser-

1

Schweißkopfes einen Stick-Out von 14
mm einstellen

Referenzpunkt des Roboters anfahren

2

Befindet sich der Fokus des Pilot-Lasers im

z

y

x

y

(1)

(1)

r

Fadenkreuz der Schablone (1), ist keine
Einstellung des Fokus-Punktes erforder­lich.

Weicht der Fokus vom Schnittpunkt des Fa­denkreuzes ab, die Einstellung des Fokus­Punktes wie folgt vorbereiten:

Cross-Jet-Einheit (2) demontieren:

3

- 2 Innensechskant-Schrauben (3)

(3)

(4)

(3)

(4)

lösen
M4 x 12 mm

- 2 Innensechskant-Schrauben (4)
lösen
M4 x 40 mm

- Cross-Jet-Vorrichtung (2) abneh­men

(6)

(2)

(5)

(6)

Schutzglasträger (5) und Schutzglas

4

entfernen
(Abschnitt „Schutzglasträger und
Schutzglas reinigen / austauschen“ be­achten)

- 2 Befestigungsschrauben (6) je­weils eine Viertel Drehung nach
links drehen

- Schutzglasträger (5) mit Schutz­glas vorsichtig abnehmen

30

(8)

(7) (7)

HINWEIS!

Gefahr des Auseinanderfallens von Tei­len.

Die vier Befestigungsschrauben nur soweit
lösen, dass noch kein erkennbares Spiel
entsteht und die Teile noch spürbar stramm
aneinandergefügt sind.

An der Optik-Halterung vier Befesti-

5

gungsschrauben SW 5 mm (7) etwas
lösen

HINWEIS!

Gefahr des Auseinanderfallens von Tei­len.

Die vier Zylinderschrauben (8) SW 5 mm

(8)

nur soweit lösen, dass noch kein erkennba­res Spiel entsteht und die Teile noch spür­bar stramm aneinandergefügt sind.

DE

Fokus-Punkt in
der x- und y-Ach­se einstellen

(8)

(8)

An der Optik-Aufnahme vier Zylinder-

6

schrauben (8) SW 5 mm etwas lösen

(11) (9) (10) (11)

Justier-Schrauben - Ansicht links Justier-Schrauben - Ansicht rechts

Fokus des Pilot-Lasers mittels Justier-Schrauben (9), (10) und (11), gemäß nachfolgender
Beschreibung in das Zentrum des Fadenkreuzes (1) bringen:

31

z

(1)

y

(1)

r

x

y

Lageänderung Laserstrahl / Lichtbogenprozess

(9)

x

(10)

Positive x-Richtung

(9)

Fokus-Punkt in positiver x-Richtung ein­stellen

Schrauben (9) um 2 Umdrehungen lö-

1

sen
Schrauben (10) justieren

2

Schrauben (9) festschrauben

3

Fokus-Punkt in negativer x-Richtung
einstellen

Schrauben (9) justieren

1

Schrauben (10) um 2 Umdrehungen

2

lösen
Schrauben (10) festschrauben

3

32

-x

(10)

Negative x-Richtung

-x

(9)

(11)

Fokus-Punkt in y-Richtung einstellen

Schrauben (9) ca. 1/4 Umdrehung lö-

1

sen
Schrauben (11) justieren

2

Schrauben (9) festschrauben

3

DE

x/y-Richtung:
Nachbereitung

-y

y-Richtung

y

Die Nachbereitung des Einstellvorganges erfolgt in umgekehrter Reihenfolge zu den Ar­beitschritten im Abschnitt „Vorbereitung“.

33

Signalablauf für das LaserHybrid-Schweißen

Sicherheit

WARNUNG!

Fehlerhaft durchgeführte Arbeiten können schwerwiegende Personen- und Sach­schäden verursachen.

Das Programmieren des Schweißablaufes darf nur von geschultem Fachpersonal durch­geführt werden! Beachten Sie die Sicherheitsvorschriften in der Bedienungsanleitung; ins­besondere den Teil „Sicherheitstechnische Inspektion“.

VORSICHT!

Beschädigungsgefahr der Lichtleit-Faser durch im Schweißbetrieb senkrecht zur
Werkstück-Oberfläche stehenden Laser-Schweißkopf.

Steht die Laser-Optik 90 ° zur Werkstück-Oberfläche, wird die Laser-Strahlung direkt in die
Laser-Optik reflektiert. Dadurch kann die Lichtleit-Faser schwerwiegend beschädigt wer­den.
Laser-Schweißkopf immer stechend oder schleppend führen!

HINWEIS!

Beim Schweißen vieler kurzer Schweißnähte in unmittelbarer Abfolge die Cross-Jet
Strömung und externe Absaugung erst am Ende des gesamten Ablaufes abschal­ten.

Dadurch vermeiden Sie Verschmutzungen am Schutzglas infolge Schweißrauches.

Signalablauf für
das LaserHybrid­Schweißen

Startposition Roboter:

Signal „Absaugung ein“ setzen

1

Signal „Cross-Jet ein“ setzen

2

Betriebsart anwählen

3

z.B. Betriebsart „3“ (interne Parameteranwahl für Einrichtzwecke):
Betriebsbit „0“ auf „1“ setzen
Betriebsbit „1“ auf „1“ setzen
Betriebsbit „2“ auf „0“ setzen

Ist die Betriebsart „Job“ angewählt, finden Sie nähere Informationen zum Jobbetrieb
in der Bedienungsanleitung der MIG/MAG-Stromquelle.

Ist ein Vorwärmen nicht erforderlich, bei „Startposition LaserHybrid-Schweißen“ fort­setzen.

Startposition Vorwärmen:

Voraussetzung: Der Laser muss zur Strahlfreigabe bereit sein.

Signal „Gas Test“ setzen

1

Signal „Laser ein“ setzen

2

34

Die Vorwärmtemperatur ergibt sich aus folgenden Faktoren:

Vorschubgeschwindigkeit
Laser-Leistung
Abstand zur Werkstück-Oberfläche

Endposition Vorwärmen:

Signal „Laser ein“ zurücksetzen

1

Signal „Gas Test“ zurücksetzen

2

Startposition LaserHybrid-Schweißen:

Voraussetzung: Der Laser muss zur Strahlfreigabe bereit sein.

Signal „Lichtbogen ein“ setzen

1

Warten auf das Stromfluss-Signal („Lichtbogen steht“)

2

Signal „Laser ein“ setzen

3

Signal „Roboter Start“ setzen

4

Der Abstand zwischen Laser und Drahtelektrode soll je nach Prozess 1 - 5 mm betra­gen.

Endposition LaserHybrid-Schweißen:

DE

Roboterbewegung stoppen

1

Signal „Laser ein“ zurücksetzen

2

Signal „Schweißen ein“ zurücksetzen

3

Warten bis das Stromfluss-Signal = Null ist

4

Endposition Roboter:

WICHTIG! die Endposition Roboter ist nicht das Ende der Schweißnaht!

Signal „Cross-Jet ein“ zurücksetzen

1

Signal „Absaugung ein“ zurücksetzen

2

35

Laser-Heißdrahtlöten ohne RCU 5000i

A: Löten Start Für ein gutes Ausfließen der Lötverbindung an die Nahtflanken folgendes beachten:

- Fokus-Durchmesser = Drahtdurchmesser + 30 %

- Brenneranstellung ist 35° schleppend

„Gas Test“ setzen

1

Betriebsart 5 „CC / CV“ anwählen

2

- Betriebsbit „0“ auf „1“ setzen

- Betriebsbit „1“ auf „0“ setzen

- Betriebsbit „2“ auf „1“ setzen

Schweißspannung: „Puls-/Dynamik-

3

korrektur“ vorgeben

35 °

100 %

+30 %

Voraussetzungen Laser-Heißdrahtlöten

Schweißstrom: „Schweißleistung“ vor-

4

geben
Drahtgeschwindigkeit: „Lichtbogenlän-

5

genkorrektur“ vorgeben
„Schweißen ein“ setzen

6

„Drahtvorlauf“ setzen

7

Warten auf Stromfluss-Signal („Licht-

8

bogen steht“)
„Laser ein“ setzen

9

„Roboter Start“ setzen

10

Die Punkte 3., 4. und 5. beschreiben analoge Eingangssignale.

Zu Punkt 3.:

- Schweißspannung = Schweißstrom x Schweißkreis-Widerstand
(Schweißkreis-Widerstand abhängig von Kontaktrohr und Zusatzwerkstoff)

- Wert liegt unter 10 Volt (Spannungsbegrenzung)

HINWEIS!

Eine bessere Übersichtlichkeit des Programmes erhält man durch Zusammenfas­sen aller Signale zu einem Befehl, in einem Unterprogramm (z.

B. „Löten Start“).

WICHTIG! Laser-Heißdrahtlöten ist ein spritzerfreier Prozess. Eine zusätzliche Absau­gung ist daher nicht unbedingt erforderlich. Es genügt ein gut hörbarer Betrieb des Cross­jets (Betriebsdruck von 0,5 bis 1 bar = 7.22 - 14.45 psi).

B: Löten Ende „Roboterbewegung stoppen“

1

„Drahtvorlauf“ rücksetzen

2

„Schweißen ein“ rücksetzen

3

„Drahtrücklauf“ setzen

4

„Wartezeit“ setzen (0,2 s)

5

„Drahrücklauf“ rücksetzen

6

„Laser aus“ setzen

7

„Gas Test“ rücksetzen

8

36

Zu Punkt 5.:
0,2 s „Wartezeit“ dienen nur als Richtwert, um ein Festbrennen des Drahtendes im
Schmelzbad zu verhindern.

DE

37

Laser-Heißdrahtlöten mit RCU 5000i

A: Löten Start Für ein gutes Ausfließen der Lötverbindung an die Nahtflanken folgendes beachten:

- Fokus-Durchmesser = Drahtdurchmesser + 30 %

- Brenneranstellung ist 35° schleppend

„Gas Test“ setzen

1

Betriebsart 3 „interne Parameteran-

2

wahl“ anwählen

- Betriebsbit „0“ auf „1“ setzen

- Betriebsbit „1“ auf „1“ setzen

- Betriebsbit „2“ auf „0“ setzen

Parameteranwahl über RCU 5000i

3

35 °

100 %

+30 %

Voraussetzungen Laser-Heißdrahtlöten

(Fenster CC/CV) von:

- Schweißstrom

- Schweißspannung

- Drahtgeschwindigkeit

„Schweißen ein“ setzen

4

„Drahtvorlauf“ setzen

5

Warten auf Stromfluss-Signal („Licht-

6

bogen steht“)
„Laser ein“ setzen

7

„Roboter Start“ setzen

8

Die Punkte 3., 4. und 5. beschreiben analoge Eingangssignale.

Zu Punkt 3.:

- Schweißspannung = Schweißstrom x Schweißkreis-Widerstand
(Schweißkreis-Widerstand abhängig von Kontaktrohr und Zusatzwerkstoff)

- Wert liegt unter 10 Volt (Spannungsbegrenzung)

HINWEIS!

Eine bessere Übersichtlichkeit des Programmes erhält man durch Zusammenfas­sen aller Signale zu einem Befehl, in einem Unterprogramm (z.

B. „Löten Start“).

WICHTIG! Laser-Heißdrahtlöten ist ein spritzerfreier Prozess. Eine zusätzliche Absau­gung ist daher nicht unbedingt erforderlich. Es genügt ein gut hörbarer Betrieb des Cross­jets (Betriebsdruck von 0,5 bis 1 bar = 7.22 - 14.45 psi).

B: Löten Ende „Roboterbewegung stoppen“

1

„Drahtvorlauf“ rücksetzen

2

„Schweißen ein“ rücksetzen

3

„Drahtrücklauf“ setzen

4

„Wartezeit“ setzen (0,2 s)

5

„Drahrücklauf“ rücksetzen

6

„Laser aus“ setzen

7

„Gas Test“ rücksetzen

8

38

Zu Punkt 5.:
0,2 s „Wartezeit“ dienen nur als Richtwert, um ein Festbrennen des Drahtendes im
Schmelzbad zu verhindern.

DE

39

Drahtantrieb montieren

Sicherheit

Fehlerhaft durchgeführte Arbeiten können schwerwiegende Personen- und Sach­schäden verursachen.

Die Einstellarbeiten dürfen nur von geschultem Fachpersonal durchgeführt werden! Be­achten Sie die Sicherheitsvorschriften in der Bedienungsanleitung, insbesondere den Teil
„Sicherheitstechnische Inspektion“.

Lieferumfang Die Lieferung für den Drahtantrieb ist für die Schweißdraht-Durchmesser 1,0 mm, 1,2 mm

und 1,6 mm verfügbar. Die entsprechenden Drahtförder-Komponenten werden sowohl für
Aluminium, als auch für Stahl / CrNi geliefert.

Mitgeliefertes Zubehör:

WARNUNG!

(1)

(14) (8) (13) (9)

(3)

(4)

(5)

(2)

(10)

(12)

(16)

(11)(15)

Pos. Bezeichnung Stück

(1) Draht-Führungsseele für Brenner

1,0 mm ... 44,0350,2072
1,2 mm ... 44,0350,2073
1,6 mm ... 44,0350,2074

(2) Draht-Führungsseele für LH Schlauchpaket

Graphitseele, L = 6,5 m, 1,0 / 1,2 / 1,6 mm ... 42,0300,7072

(3) Förderrolle (V-Nut)

1,0 mm ... 42,0001,3462
1,2 mm ... 42,0001,3463
1,6 mm ... 42,0001,3464

(6)

(7)

1

1

1

40

Pos. Bezeichnung Stück

(4) Druckrolle

1,0 / 1,2 / 1,6 mm ... 42,0001,3465

(5) Förder-/Druckrollen (H-Nut) für VR 1500 F++

2 Vorschubrollen (Aluminium: nur die beiden vorderen Rollen)

4 Vorschubrollen (Stahl)
VR 1500 K/4R/W/F++
1,0 mm (Stahl/CrNi/Aluminium) ... 44,0001,1184
1,2 mm (Stahl/CrNi/Aluminium) ... 44,0001,1185
1,6 mm (Stahl/CrNi/Aluminium) ... 44,0001,1209

HINWEIS!

Die Draht-Führungsseele für das LH Schlauchpaket wird mit einer Länge von 6,5 m
ausgeliefert.

Bei Verwendung von LH Schlauchpaketen mit einer anderen Länge, muss die Draht-Füh­rungsseele das LH-Schlauchpaket um einen halben Meter überragen.

Die Teile der Lieferung für den Drahtantrieb sind auch einzeln bestellbar.

1

4

DE

HINWEIS!

Keine der hier angeführten Drahtförder-Komponenten durch davon abweichende
Ausführungen ersetzen.

Insbesondere bei Verwendung anderer als der angegebenen V-Nut Rollen kann es zu
schwerwiegenden Problemen bei der Drahtförderung kommen.

Mit dem LaserHybrid-Kopf mitgeliefertes Werkzeug:

Pos. Bezeichnung Stück

(6) Gabelschlüssel, SW 8/10 mm

42,0410,0004

(7) Triebradschlüssel

42,0200,9344

(8) Brennerschlüssel (Schlüssel für Überwurfmutter)

42,0201,1215

(9) Schraubendreher Innensechskant SW 3 mm (für Schutzglas)

42,0435,0005

(10) Schraubendreher Innensechskant SW 4 mm (für Einstellung Laser-Op-

tik)
42,0435,0004

(11) Innensechskant-Schlüssel SW 2,5 mm (für Einstellung Laser-Optik)

42,0435,0002

(12) Schraubendreher Innensechskant SW 5 mm (für Brenner-Einstellung)

42,0435,0003

(13) Innensechskant-Schlüssel SW 6 mm (für das Einstellen der Position an

der Aufnahmeeinheit)
42,0435,0001

(14) Ausziehwerkzeug für Pass-Stifte

44,0450,1223

1

1

1

1

1

1

1

1

1

41

Pos. Bezeichnung Stück

(15) Schablone für das Einstellen des Fokus-Punktes

42,0201,1216

(16) Gabelschlüssel SW 12 mm

42,0410,0007

1

1

Weiteres Zubehör

Förderrolle aus­bauen

Stromquelle

TPS 4000 4,047,292 VR 1500 K/4R/ intern
4,075,100 W/F++ 4,047,332

+ Optionen 4,045,848,000

Verbindungs-

Schlauchpaket

Drahtvorschub

+ Optionen extern

LaserHybrid-

Schlauchpaket

4,047,452

(B)

Laser

Hybrid-Kopf

(2)(D) (C) (6)(7)

(A)

Druckrolle aus­und einbauen

Deckel am Drahtantrieb abmontieren

1

Draht ausfädeln

2

Klemmbügel (A) und Schwenkhebel (B) aufschwenken

3

„Sperrzahn-Mutter“ (C) - SW 10 mm - mittels Gabelschlüssel (6) und Triebradschlüs-

4

sel (7) lösen
Triebrad „Motor“ (D) und Förderrolle (2) abnehmen

5

(3) (F)

(B)

(E)

Druckrolle ausbauen

Schraubbare Achse (E) entfernen

1

„Triebrad Schwenkhebel“ (F) und

2

Druckrolle (3) entfernen

Druckrolle einbauen

Druckrolle (3) auf „Triebrad Schwenk-

1

hebel“ (F) aufsetzen
Druckrolle (3) mit „Triebrad Schwenk-

2

hebel“ (F) in Schwenkhebel (B) einset­zen

Druckrolle (3) und „Triebrad Schwenk-

3

hebel“ (F) mit schraubbarer Achse (E)
fixieren

42

Förderrolle ein­bauen

(B)

„Triebrad Motor“ (D) aufsetzen

1

„Förderrolle“ (2) aufsetzen

2

„Sperrzahn-Mutter“ (C) ansetzen

3

„Sperrzahn-Mutter“ (C) mit Gabelschlüssel (6) und Triebradschlüssel (7) festziehen

4

Klemmbügel (A) und Schwenkhebel (B) zuschwenken

5

Draht einfädeln

6

(2)(D) (C) (6)(7)

(A)

DE

Draht-Führungs­seele des Bren­ners aus- und
einbauen

(G) (I) (H)(1) (3)

(3)

(1)

(2)

Draht-Führungsseele des Brenners ausbauen

Draht ausfädeln

1

Rändelmutter (G) von Hand lösen

2

Brenner mit Draht-Führungsseele (1) herausziehen (Kapitel „Brenner demontieren“)

3

Draht-Führungsseele des Brenners einbauen

HINWEIS!

Die Draht-Führungsseele (1) darf weder Förderrolle (2) noch Druckrolle (3) berühren.

(I)

(2)

Brenner montieren (Kapitel „Brenner montieren“)

1

Draht-Führungsseele (1) so knapp wie möglich an Förderrolle (2) und Druckrolle (3)

2

heranführen
Rändelmutter (G) von Hand festziehen

3

Draht einfädeln

4

43

Draht-Führungs­seele intern des
Schlauchpakets
aus- und einbau­en

WICHTIG! Ist anstelle der Draht-Führungsseele intern die Draht-Führungsseele extern

vorhanden, gilt der Abschnitt „Draht-Führungsseele extern des Schlauchpakets aus- und
einbauen“.

Draht-Führungsseele intern des Schlauchpakets ausbauen

Draht ausfädeln

1

Sechskantmutter (H) mittels Gabelschlüssel - SW 10 - (6) lösen

2

Draht-Führungsseele (I) herausziehen

3

Draht-Führungsseele intern des Schlauchpakets einbauen

HINWEIS!

Die Draht-Führungsseele (I) darf weder Förderrolle (2) noch Druckrolle (3) berühren.

Draht-Führungsseele (I) so knapp wie möglich an Förderrolle (2) und Druckrolle (3)

1

heranführen
Sechskantmutter (H) mittels Gabelschlüssel (6) festschrauben

2

Draht einfädeln

3

Draht-Führungs­seele extern des
Schlauchpakets
ausbauen

(O)

(M)

(N)

(L)

WICHTIG! Ist anstelle der Draht-Führungs­seele extern die Draht-Führungsseele in­tern vorhanden, gilt der Abschnitt „Draht­Führungsseele intern des Schlauchpakets
ausbauen“.

Knopf (L) drücken und halten

1

Draht-Förderschlauch (M) aus der Ver-

2

riegelung (N) herausziehen
Knopf (L) loslassen

3

Draht-Förderschlauch (M) aus der Auf-

4

nahme (O) führen
Draht-Führungsseele dem Draht-För-

5

derschlauch entnehmen

44

Draht-Führungs­seele extern des
Schlauchpakets
einbauen

WICHTIG! Ist anstelle der Draht-Führungsseele extern die Draht-Führungsseele intern

vorhanden, gilt der Abschnitt „Draht-Führungsseele intern des Schlauchpakets ausbauen“.

(O)(M)

Draht-Führungsseele extern einbauen Draht-Führungsseele extern einbauen

(L) (P) (M)(N)

WICHTIG! Beim Einschieben des Draht-Förderschlauchs (M) darauf achten, dass der Teil
(P) voran zeigt.

Draht-Führungsseele in Draht-Förderschlauch einschieben

1

Draht-Förderschlauch (M) an der Aufnahme (O) durchführen

2

Knopf (L) drücken und halten

3

Draht-Förderschlauch so weit in Verriegelung (N) einschieben, bis der Knopf (L) ent-

4

lastet ist
Knopf (L) loslassen

5

Draht-Förderschlauch weiter anschieben, bis Verriegelung einrastet und Knopf (L) he-

6

rausspringt

DE

Brenner demon­tieren und mon­tieren

Brenner demontieren

HINWEIS!

Beim Abnehmen des Brenners (J) folgendes beachten:
Die Draht-Führungsseele (nicht abgebildet) muss knickfrei aus der Bohrung (1) an
der Kuppelstelle austreten.

Überwurfmutter (K) mit dem Brenner-

(1) (J)(K)

1

schlüssel (8) lösen
Brenner (J) vorsichtig abnehmen

2

HINWEIS!

Gefahr der Beschädigung von pneuma­tischen Komponenten.

Beim Ausblasen des Brenners einen Luft­druck von 10 bar nicht überschreiten.

Brenner montieren

45

HINWEIS!

Beim Aufsetzen des Brenners (J) auf die Kuppelstelle des LaserHybrid-Kopfes fol­gendes beachten:
Die Draht-Führungsseele (1) muss knickfrei in die Bohrung an der Kuppelstelle ein­treten.

Brenner (J) auf die Kuppelstelle aufsetzen

1

Überwurfmutter (K) mit dem Brennerschlüssel (8) festziehen

2

Deckel am Drahtantrieb montieren

3

46

Anschluss-Spezifikationen

DE

Sicherheit

WARNUNG!

Fehlerhaft durchgeführte Arbeiten können schwerwiegende Personen- und Sach­schäden verursachen.

Die Einstellarbeiten dürfen nur von geschultem Fachpersonal durchgeführt werden! Be­achten Sie die Sicherheitsvorschriften in der Bedienungsanleitung, insbesondere den Teil
„Sicherheitstechnische Inspektion“.

WARNUNG!

Werden die nachfolgend angegebenen Spezifikationen nicht berücksichtigt, besteht
die Gefahr schwerwiegender Sach- und Personenschäden.

Alle Angaben im Abschnitt „Anschlüsse am LaserHybrid-Kopf“ einhalten.

WARNUNG!

Feuergefahr bei ungeeignetem und unzureichend gewartetem Absaugschlauch.

Der Absaugschlauch (dargestellt im Abschnitt „Anschlüsse am LaserHybrid-Kopf“) muss:
► Für das Absaugen von magnesium- und aluminiumhaltigem Schweißrauch geeignet

sein.

► Alle 300 Betriebsstunden von Aluminium- und Magnesiumstaub befreitwerden.

Allgemeines Die nachfolgend angeführten Spezifikationen, betreffend Ausrüstung und Kenndaten an-

geschlossener Peripheriegeräte, gelten als Schnittstellen-Vereinbarung. Für einzelne An­schlüsse vorgeschriebene Kenndaten (z.B. Druck, Volumenstrom) berücksichtigen.Nicht
eingehaltene Spezifikationen führen zum Erlöschen sämtlicher Gewährleistungsansprü­che.

Serienmäßig ist der LaserHybrid-Kopf mit einer Trumpf-Optik ausgerüstet. An den serien­mäßigen LaserHybrid-Kopf darf nur ein Trumpf-Laser mit entsprechendem Lichtleiter und
Kühlgerät für die Optik angeschlossen werden. Die Brennweite für die Trumpf-Optik be­trägt F = 220 mm.

Optional wird der LaserHybrid-Kopf mit einer Rofin-Sinar-Optik (Brennweite F > 220 mm)
angeboten.

Für den Lichtbogen-Prozess sind zwei Konfigurationen vorgesehen:
Stromquelle TPS 4000 / 5000 mit Roboterinterface ROB 4000 / 5000 oder Feldbus-Kopp­ler und Drahtantrieb VR 1500 F++

Beachten Sie auch die Herstellerangaben zu Sicherheit und Inbetriebnahme von Laser-,
Absaug- und Drucklufteinrichtungen, sowie die Bedienungsanleitungen von Stromquelle
und Drahtvorschüben.

Die nachfolgend dargestellte Übersicht zeigt die verfügbaren Anschlüsse und, falls erfor­derlich, die hierfür vorgeschriebenen Kenndaten.

47

Anschluss-Spezi­fikationen

(5)

(4)

(6)

(7)

(3)

(2)

(1)

*

(8)

*

d

d

h

Pos. Bezeichnung

(1) Schlauch für Querströmung

- Außendurchmesser Da = 6 mm

- Q = 1,5 l/min bei Betrieb des Crossjets

(2) Anschluss Absaugung 2

zum Anschließen eines Schlauches gemäß folgender Daten:

- Innendurchmesser Di = 40 mm

- erforderliche Absaugleistung Q

- Atmosphärischer Unterdruck p

= 280 m³/h

min

= 21000 Pa

min

(3) Anschluss Wasserkühlung Laser-Optik

(Rücklauf gegenüber)

(4) LWL-Kabel für Laser

Biegeradius > 100 mm

(5) Anschluss Absaugung 1

zum Anschließen eines Schlauches gemäß folgender Daten:

- Innendurchmesser Di = 51 mm

- Außendurchmesser Da = 57 mm

- max. Länge = 10 m

Metallische Verstärkungen:

- d = 2 - 5 mm

- h = ca. 5 mm

(6) LaserHybrid-Schlauchpaket für Zwischenantrieb VR 1500 F++

48

Pos. Bezeichnung

(7) 37-poliger CPC-Stecker für Steuerleitungen von:

- Drahtantrieb

- Abschaltbox

- LocalNet

(8) Anschluss-Spezifikation

- Zweiter Schlauch gegenüberliegend

- Atmospärischer Überdruck im Strömungszustand:
p

= 2,5 bar an beiden Anschlüssen

min

-V

gesamt = 1460 l/min

min

- Innendurchmesser Di = 12 mm

HINWEIS!

Brenner und Gasdüse werden vom Kühlgerät der Schweiß-Stromquelle mitgekühlt.

Die Optik-Kühlung erfolgt durch das Laser-Kühlgerät. Keinesfalls die Laser-Optik mit dem
Kühlgerät der Schweiß-Stromquelle kühlen.

DE

49

Betrieb - Spezifikationen

Anforderungen
an den Roboter

WARNUNG!

Für einen gefahrlosen Betrieb des LaserHybrid-Schweißkopfes müssen folgende
Anforderungen an den Roboter erfüllt sein:

- Die Masse des LaserHybrid-Kopfes beträgt ca. 19 kg. Die Optik wiegt zusätzlich ca. 3
kg. Für den komplett mit Optik und Schlauchpaket ausgerüsteten LaserHybrid-Kopf ist
eine Masse von ca. 30 kg einzukalkulieren.

- Bei den für den Roboter spezifizierten Achsbeschleunigungen muss daher eine Mas­se von 30 kg gefahrlos bewegt werden können.

- Die maximale resultierende Achsbeschleunigung des Roboters darf 6 G (entspricht
ca. 60 m/s²) nicht überschreiten.

50

Pflege- und Wartungsmaßnahmen

DE

Allgemeines

Spritzerschutz
reinigen / austau­schen

HINWEIS!

Kommt es häufig zur Verschmutzung des Spritzerschutzes und des Schutzglases
infolge Schweißrauches, empfehlen wir die Verwendung der zusätzlichen Absau­gung.

Nähere Informationen zum Anschluss der zusätzlichen Absaugung entnehmen Sie bitte
dem Kapitel „Anschluss-Spezifikationen“.

Der Spritzerschutz befindet sich unterhalb des Schutzglases für die Laser-Optik und
schützt gegen vorzeitige Verschmutzung.
Bei deutlich sichtbarer Ablagerung von Schweißspritzern den Spritzerschutz reinigen oder
austauschen.

Befestigungsschrauben (1) lösen

1

Spritzerschutz (2) abnehmen

2

(1)

(3)

Spritzerschutz (2) reinigen oder aus-

3

tauschen
Spritzerschutz (2) mittels Befesti-

4

gungsschrauben (1) montieren

Schutzglas reini­gen / austau­schen

(2)

Das Schutzglas befindet sich unterhalb der Laser-Optik und schützt diese vor Verschmut­zung. Bei deutlich sichtbarer Verschmutzung, das Schutzglas reinigen oder austauschen.

(1)

Schutzglasträger (1) festhalten

1

Befestigungsschrauben (2) jeweils

2

eine Viertel Umdrehung nach links dre­hen

Schutzglasträger (1) abnehmen

3

(1)(2)

51

(3)(2) (2)(1)

Schutzglas (3) dem Schutzglasträger

1

(1) entnehmen
Schutzglas (3) reinigen oder austau-

2

schen

HINWEIS!

Wurde das Schutzglas gereinigt, die Sei­te an der Schweißspritzer hafteten nach
unten positionieren.

Erklärung:

Auch an einem gereinigten Schutzglas haf­ten Rückstände von Schweißspritzern. Da­her darf sich die zuvor verunreinigte Seite
nicht im Bereich der Optik befinden. Die
Rückstände würden sonst verdampfen und
an der Optik kondensieren

Schutzglas (3) in den Schutzglasträger

1

(1) einsetzen
Schutzglasträger (1) mittels Befesti-

2

gungsschrauben (2) montieren
Befestigungsschrauben (2) jeweils um

3

eine Viertel Umdrehung nach rechts
drehen

LaserHybrid­Schlauchpaket
austauschen

H2O

(5)

(4)

(1)(2)

HINWEIS!

Beim Austausch des LasetrHybrid­Schlauchpaketes den LaserHybrid-Kopf
gemäß Abbildung neigen, sodass sich
der Brenner (4) oberhalb des Anschlus­ses (5) für das LaserHybrid-Schlauchpa­ket befindet.

Erklärung:

Befindet sich noch Kühlmittel im Schlauch­paket, würde dieses in den Brenner gelan­gen und den Bereich der Gasdüse und des
Kontaktrohres verunreinigen.

52

Technische Daten

DE

LaserHybrid-Kopf

LaserHybrid Ul­tracompact
Schlauchpaket

Gewicht (ohne Laser-Optik) 19 kg
Abmessungen 769,5 x 159 x 415,7 mm
Max. Laser-Leistung am Werkstück 4000 W
Max. Strombelastbarkeit (100 % ED) 250 A

Max. Schweißstrom bei 100 % ED (10 min / 40 °C)
M21 (EN439)
C1 (EN439)

Drahtdurchmesser 1,0 - 1,6 mm
Spannungsbemessung (V-Peak) 141 V
Schlauchpaket-Länge 6 m
Kühlsystem Flüssigkeitskühlung
Kühlmittel Original Fronius Kühlmittel
Geringste Kühlleistung gemäß IEC 60974-2,

abhängig von der Schlauchpaket-Länge
Kühlmittel-Druck min. / max. 3,0 / 5,5 bar
Kühlmittel-Mindestdurchfluss 1,0 l/min

350 A
350 A

870 W

Das Produkt entspricht den Anforderungen laut Norm IEC 60974-7.

53

Gesamtschaltplan

Schaltplan

54

Schaltplan Druckschalter

Schaltplan

DE

Druckschalter S1 / S2:

-Pon > 2,5 bar (36.25 psi.)

-P

Die externe Steuerung liefert 24 V für S1 und S2, in Serie geschaltet.
Die Signalauswertung erfolgt durch einen externen System-Input.

< 2,0 bar (29 psi.)

off

55

56

Dear reader,

Introduction Thank you for the trust you have placed in our company and congratulations on buying this

high-quality Fronius product. These instructions will help you familiarise yourself with the
product. Reading the instructions carefully will enable you to learn about the many different
features it has to offer. This will allow you to make full use of its advantages.

Please also note the safety rules to ensure greater safety when using the product. Careful
handling of the product will repay you with years of safe and reliable operation. These are
essential prerequisites for excellent results.

EN

Explanation of
safety symbols

DANGER!

Indicates immediate and real danger.

If it is not avoided, death or serious injury will result.

WARNING!

Indicates a potentially dangerous situation.

Death or serious injury may result if appropriate precautions are not taken.

CAUTION!

Indicates a situation where damage or injury could occur.

If it is not avoided, minor injury and/or damage to property may result.

NOTE!

Indicates a risk of flawed results and possible damage to the equipment.

IMPORTANT!

Indicates tips for correct operation and other particularly useful information.

It does not indicate a potentially damaging or dangerous situation.

If you see any of the symbols depicted in the "Safety rules" chapter, special care is re­quired.

57

58

Contents

Safety rules ................................................................................................................................................ 61

General ................................................................................................................................................. 61

Proper use ............................................................................................................................................ 61

Environmental conditions...................................................................................................................... 61

Obligations of the operator.................................................................................................................... 62

Obligations of personnel ....................................................................................................................... 62

Personal protective equipment ............................................................................................................. 62

Danger from toxic gases and vapours .................................................................................................. 62

Danger from flying sparks..................................................................................................................... 63

Risks from mains current and welding current...................................................................................... 63

Meandering welding currents................................................................................................................ 64

EMC measures ..................................................................................................................................... 65

Specific hazards.................................................................................................................................... 65

Informal safety measures...................................................................................................................... 66

Safety measures at the installation location.......................................................................................... 67

Safety measures in normal operation ................................................................................................... 67

Safety inspection................................................................................................................................... 68

Alterations............................................................................................................................................. 68

Replacement and wearing parts ........................................................................................................... 68

Calibration of power sources ................................................................................................................ 68

CE marking ........................................................................................................................................... 68

Copyright............................................................................................................................................... 68

General ...................................................................................................................................................... 69

Basic principle....................................................................................................................................... 69

Mode of operation and practical application ......................................................................................... 69

LaserHybrid process............................................................................................................................. 69

Synergies.............................................................................................................................................. 70

Summary............................................................................................................................................... 70

Guiding the LaserHybrid head ................................................................................................................... 72

Alignment.............................................................................................................................................. 72

Setting the relative position of the arc/laser ............................................................................................... 73

Safety.................................................................................................................................................... 73

Stick out ................................................................................................................................................ 73

Fixing screws ........................................................................................................................................ 73

Adjusting the x-axis............................................................................................................................... 74

Adjusting the y-axis............................................................................................................................... 75

Adjusting the z-axis............................................................................................................................... 76

Collision protection..................................................................................................................................... 77

General ................................................................................................................................................. 77

Safety.................................................................................................................................................... 77

Operation .............................................................................................................................................. 77

Signal evaluation principle .................................................................................................................... 77

Setting the position on the holder for the robot .......................................................................................... 78

Safety.................................................................................................................................................... 78

General ................................................................................................................................................. 78

Position A.............................................................................................................................................. 78

Position B.............................................................................................................................................. 79

Positions C and D ................................................................................................................................. 79

Setting the focus point ............................................................................................................................... 81

Safety.................................................................................................................................................... 81

General information .............................................................................................................................. 81

Setting the focus point - overview......................................................................................................... 81

Setting the focus point - preparations ................................................................................................... 81

Setting the focus point in the z-axis ...................................................................................................... 82

Setting the focus point in the x- and y-axes - preparations................................................................... 83

Setting the focus point in the x- and y-axes.......................................................................................... 84

x/y direction: Wrapping up .................................................................................................................... 86

Signal sequence for LaserHybrid welding.................................................................................................. 87

Safety.................................................................................................................................................... 87

Signal sequence for LaserHybrid welding............................................................................................. 87

EN

59

Laser hot-wire brazing without RCU 5000i ................................................................................................ 89

A: Start of brazing ................................................................................................................................. 89

B: End of brazing .................................................................................................................................. 89

Laser hot-wire brazing with RCU 5000i ..................................................................................................... 91

A: Start of brazing ................................................................................................................................. 91

B: End of brazing .................................................................................................................................. 91

Installing the wire drive .............................................................................................................................. 93

Safety.................................................................................................................................................... 93

Scope of supply .................................................................................................................................... 93

Additional accessories .......................................................................................................................... 95

Removing the feed roller....................................................................................................................... 95

Removing and installing the pressure roller.......................................................................................... 95

Installing the feed roller......................................................................................................................... 96

Removing and installing the welding torch inner liner........................................................................... 96

Removing and inserting the internal hosepack liner .............................................................................97

Removing the external hosepack liner.................................................................................................. 97

Inserting the external hosepack liner .................................................................................................... 98

Removing and fitting the welding torch................................................................................................. 98

Connection specifications .......................................................................................................................... 100

Safety.................................................................................................................................................... 100

General ................................................................................................................................................. 100

Connection specifications ..................................................................................................................... 101

Operation - specifications .......................................................................................................................... 103

Requirements for the robot ................................................................................................................... 103

Care and maintenance............................................................................................................................... 104

General ................................................................................................................................................. 104

Cleaning/replacing the spatter guard.................................................................................................... 104

Cleaning/replacing the protective glass ................................................................................................ 104

Replacing the LaserHybrid hosepack ................................................................................................... 105

Technical data............................................................................................................................................ 106

LaserHybrid head.................................................................................................................................. 106

LaserHybrid Ultracompact hosepack.................................................................................................... 106

Entire circuit diagram ................................................................................................................................. 107

Circuit diagram...................................................................................................................................... 107

Pressure switch circuit diagram ................................................................................................................. 108

Circuit diagram...................................................................................................................................... 108

163

Spare parts list: LaserHybrid welding head ............................................................................................... 164

60

Safety rules

General The LaserHybrid head is manufactured using state-of-the-art technology and according to

recognised safety standards. If used incorrectly or misused, however, it can cause:

- injury or death to the operator or a third party,

- damage to the LaserHybrid head and other material assets belonging to the operator,

- inefficient operation of the LaserHybrid head.

All persons involved in commissioning, operating, maintaining and servicing the LaserHy­brid head must:

- be suitably qualified,

- have sufficient knowledge of welding and

- carefully observe these operating instructions as well as the operating instructions for
the following system components:
the laser
the laser optics system
the power source and its wirefeeder
the robot and its control system

The operating instructions must always be at hand wherever the LaserHybrid head is being
used. In addition to the operating instructions, attention must also be paid to any generally
applicable and local regulations regarding accident prevention and environmental protec­tion.

EN

All safety and danger notices on the LaserHybrid head

- must be in a legible state,

- must not be damaged,

- must not be removed,

- must not be covered, pasted or painted over.

For the location of the safety and danger notices on the LaserHybrid head, refer to the
"General" section in the operating instructions for your LaserHybrid head.
Before switching on the device, rectify any faults that could compromise safety.

This is for your personal safety!

Proper use The LaserHybrid head is to be used exclusively for its intended purpose.

The LaserHybrid head is intended solely for use in LaserHybrid welding of aluminium, CrNi
and steel materials.
Any use above and beyond this purpose is deemed improper.
The manufacturer shall not be held liable for any damage arising from such usage.

Proper use also includes:

- carefully reading and following all the instructions given in the operating instructions

- studying and obeying all safety and danger notices carefully

- performing all stipulated inspection and servicing work.

Never attempt to use the LaserHybrid head or the power source being used for thawing
frozen pipes.

Environmental
conditions

The LaserHybrid head is designed for use in industry and the workshop. The manufacturer
accepts no responsibility for any damage caused through use in a domestic setting.
The manufacturer likewise accepts no liability for inadequate or incorrect work results.

Operation or storage of the LaserHybrid head outside the stipulated area will be deemed
as not in accordance with the intended purpose. The manufacturer shall not be held liable
for any damage arising from such usage.

61

Ambient air temperature range:

- during operation: -10 °C to + 40 °C (14 °F to 104 °F)

- during transport and storage: -25 °C to + 55 °C (-13 °F to 131 °F)

Relative humidity:

- up to 50% at 40 °C (104 °F)

- up to 90% at 20 °C (68 °F)

The ambient air must be free from dust, acids, corrosive gases or substances, etc.
Can be used at altitudes up to 2000 m (6561 ft. 8.16 in.)

Obligations of the
operator

Obligations of
personnel

Personal protec­tive equipment

The operator must only allow persons to work with the LaserHybrid head who:

- are familiar with the fundamental instructions regarding safety at work and accident
prevention and have been instructed in how to use the LaserHybrid head

- have read and understood these operating instructions, especially the "Safety rules"
section, and have confirmed as much with their signatures

- are trained to produce the required results.

Checks must be carried out at regular intervals to ensure that operators are working in a
safety-conscious manner.

Before starting work, all persons using the LaserHybrid head undertake:

- to observe the basic instructions regarding safety at work and accident prevention

- to read these operating instructions, especially the "Safety rules" section and sign to
confirm that they have understood them and will follow them.

Before leaving the workplace, ensure that people or property cannot come to any harm in
your absence.

For your personal safety, take the following precautions:

Persons in the closed cell for the LaserHybrid process must:

- wear solid footwear that provides insulation even in wet conditions

- protect their hands by wearing suitable gloves (electrically insulated and heat-proof)

- protect their eyes from laser beams by wearing regulation-compliant laser safety gog­gles. In addition, they must protect their faces and eyes from UV rays using a protec­tive visor and regulation filter element for laser protection class 4 worn in front of the
laser safety goggles and the face. Even when using this regulation filter element for
laser protection class 4, they should not look into the laser beam.

- only wear suitable (i.e. flame-retardant) clothing

- use ear protectors to protect them from the cross-jet noise (120 dbA)

Danger from toxic
gases and va­pours

62

If other persons are in the closed cell for the LaserHybrid process, you must:

- make them aware of all the dangers that may occur during operation (e.g. risk of a
build-up of gases that are detrimental to health, possible risk of suffocation due to lack
of oxygen in the air, danger from laser light, etc.)

- provide them with protective equipment

- erect safety screens or curtains

The fumes produced during welding contain harmful gases and vapours.

Welding fumes contain substances that may, under certain circumstances, cause birth de­fects or cancer.

Keep your face away from welding fumes and gases.

Fumes and hazardous gases

- must not be breathed in

- must be extracted from the working area using appropriate methods.

Ensure an adequate supply of fresh air.

Danger from fly­ing sparks

Otherwise, a protective mask with an air supply must be worn.

Close the shielding gas cylinder valve or main gas supply if no welding is taking place.

If there is any doubt about whether the extraction capacity is sufficient, the measured toxic
emission values should be compared with the permissible limit values.

The following components are responsible, amongst other things, for the degree of toxicity
of welding fumes:

- Metals used for the workpiece

- Electrodes

- Coatings

- Cleaners, degreasers, etc.

The relevant material safety data sheets and manufacturer's specifications for the listed
components should therefore be studied carefully.

Flammable vapours (e.g. solvent fumes) should be kept away from the radiation area of
the laser and the arc.

Flying sparks may cause fires or explosions.

Never weld close to flammable materials.

Flammable materials must be at least 11 m (35 ft.) away from the LaserHybrid welding pro­cess, or alternatively covered with an approved cover.

EN

Risks from mains
current and weld­ing current

A suitable, tested fire extinguisher must be available and ready for use.

Sparks and pieces of hot metal may also get into adjacent areas through small gaps or
openings. Take appropriate precautions to prevent any danger of injury or fire.

Welding must not be performed in areas that are subject to fire or explosion or near sealed
tanks, vessels or pipes unless these have been prepared in accordance with the relevant
national and international standards.

Do not carry out welding on containers that are being or have been used to store gases,
propellants, mineral oils or similar products. Residues pose an explosive hazard.

An electric shock is potentially life threatening and can be fatal.

Do not touch live parts either inside or outside the device.

During MIG/MAG welding and TIG welding, the welding wire, the wirespool, the feed rollers
and all pieces of metal that are in contact with the welding wire are live.

Always set the wirefeeder up on a sufficiently insulated surface or use a suitable, insulated
wirefeeder holder.

Make sure that you and others are protected with an adequately insulated, dry temporary
backing or cover for the earth or ground potential. This temporary backing or cover must
extend over the entire area between the body and the earth or ground potential.

63

All cables and leads must be secured, undamaged, insulated and adequately dimen­sioned. Replace loose connections and scorched, damaged or inadequately dimensioned
cables and leads immediately.
Use the handle to ensure the power connections are tight before every use.
In the case of power cables with a bayonet connector, rotate the power cable around the
longitudinal axis by at least 180° and pre-load.

Do not wrap cables or leads around the body or parts of the body.

The electrode (rod electrode, tungsten electrode, welding wire, etc.) must

- never be immersed in liquid for cooling

- Never touch the electrode when the power source is switched on.

Double the open circuit voltage of a power source can occur between the welding elec­trodes of two power sources. Touching the potentials of both electrodes at the same time
may be fatal under certain circumstances.

Arrange for the mains cable to be checked regularly by a qualified electrician to ensure the
ground conductor is functioning properly.

The device must only be operated on a mains supply with a ground conductor and a socket
with a ground conductor contact.

Operating the device on a grid without a ground conductor and in a socket without a ground
conductor contact will be deemed gross negligence. The manufacturer shall not be held
liable for any damage arising from such usage.

Meandering weld­ing currents

If necessary, provide an adequate earth connection for the workpiece.

Switch off unused devices.

Wear a safety harness if working at height.

Before working on the device, switch it off and pull out the mains plug.

Attach a clearly legible and easy-to-understand warning sign to the device to prevent any­one from plugging the mains plug back in and switching it on again.

After opening the device:

- Discharge all live components

- Ensure that all components in the device are de-energised

If work on live parts is required, appoint a second person to switch off the main switch at
the right moment.

If the following instructions are ignored, meandering welding currents can develop with the
following consequences:

- Fire hazard

- Overheating of parts connected to the workpiece

- Irreparable damage to ground conductors

- Damage to device and other electrical equipment

64

Ensure that the workpiece is held securely by the workpiece clamp.

Attach the workpiece clamp as close as possible to the area that is to be welded.

If the floor is electrically conductive, the device must be set up with sufficient insulating ma­terial to insulate it from the floor.

If distribution boards, twin-head mounts, etc., are being used, note the following: The elec­trode of the welding torch / electrode holder that is not used is also live. Make sure that the
welding torch / electrode holder that is not used is kept sufficiently insulated.

In the case of automated MIG/MAG applications, ensure that only an insulated wire elec­trode is routed from the welding wire drum, large wirefeeder spool or wirespool to the wire­feed unit.

EMC measures Warning, electromagnetic field. Electromagnetic fields may cause as yet unknown dam-

age to health.

It is the operator's responsibility to ensure that no electromagnetic interference occurs in
electrical and electronic devices.

If electromagnetic interference is found to be occurring, the owner/operator is obliged to
take all necessary measures to prevent this interference.

Check for possible problems, and check and evaluate neighbouring devices' resistance to
interference according to national and international requirements:

- Safety devices

- Power, signal and data transfer lines

- IT and telecommunications devices

- Measuring and calibrating devices

- The health of persons in the vicinity, e.g. users of pacemakers and hearing aids

Individuals with pacemakers must seek advice from their doctor before approaching the
welding work area.

EN

Supporting measures for avoidance of EMC problems:
a) Mains supply

- If electromagnetic interference arises despite the correct mains connection, addi-

tional measures are necessary (e.g. use of a suitable line filter)

b) Welding power-leads

- must be kept as short as possible

- must be laid close together (also to avoid EMC problems)

- must be laid apart from other leads

c) Equipotential bonding
d) Earthing of the workpiece

- If necessary, establish an earth connection using suitable capacitors.

e) Shielding, if necessary

- Shield off other nearby devices

- Shield off entire welding installation

Specific hazards Risk of injury to the eyes from the laser beam. In addition to the protective visor with regu-

lation UV filter element, ensure that all persons wear regulation laser safety goggles to pro­tect their eyes from laser beams. You should still ensure that nobody can accidentally look
into the laser beam.

With highly shiny, reflective workpiece surfaces, there is a further danger caused by reflect­ed and scattered laser radiation. Suitable precautions must be taken to ensure that all per­sons in the area are sufficiently protected from scattered laser radiation.

Keep hands, hair, clothing and tools away from moving parts. For example:

- Fans

- Cogs

- Rollers

- Shafts

- Wirespools and welding wires

Do not reach into the rotating cogs of the wire drive or into rotating drive components.

65

Covers and side panels may only be opened or removed for as long as maintenance or
repair work is being carried out.

During operation:

- Ensure that all covers are closed and all side panels are fitted properly.

- Keep all covers and side panels closed.

The welding wire emerging from the welding torch poses a high risk of injury (piercing of
the hand, injuries to the face and eyes, etc.).

Therefore always keep the welding torch away from the body (devices with wire-feed unit)
and wear suitable protective goggles.

Never touch the workpiece during or after welding - risk of burns.

Slag can jump off cooling workpieces. The specified protective equipment must therefore
also be worn when reworking workpieces, and steps must be taken to ensure that other
people are also adequately protected.

Welding torches and other parts with a high operating temperature must be allowed to cool
down before handling.

Special provisions apply in areas at risk of fire or explosion

- observe relevant national and international regulations.

Power sources for work in areas with increased electric risk (e.g. near boilers) must carry
the "Safety" sign. However, the power source must not be located in such areas.

Risk of scalding from escaping coolant. Switch off cooling unit before disconnecting cool­ant flow or return lines.

Observe the information on the coolant safety data sheet when handling coolant. The cool­ant safety data sheet may be obtained from your service centre or downloaded from the
manufacturer's website.

Use only suitable load-carrying equipment supplied by the manufacturer when transporting
devices by crane.

- Hook chains or ropes onto all suspension points provided on the load-carrying equip­ment.

- Chains and ropes must be at the smallest angle possible to the vertical.

- Remove gas cylinder and wirefeeder (MIG/MAG and TIG devices).

If the wirefeeder is attached to a crane holder during welding, always use a suitable, insu­lated wirefeeder hoisting attachment (MIG/MAG and TIG devices).

If the device has a carrying strap or handle, this is intended solely for carrying by hand. The
carrying strap is not to be used if transporting with a crane, counterbalanced lift truck or
other mechanical hoist.

All lifting accessories (straps, handles, chains, etc.) used in connection with the device or
its components must be tested regularly (e.g. for mechanical damage, corrosion or chang­es caused by other environmental factors).
The testing interval and scope of testing must comply with applicable national standards
and directives as a minimum.

Informal safety
measures

66

Odourless and colourless shielding gas may escape unnoticed if an adapter is used for the
shielding gas connection. Prior to assembly, seal the device-side thread of the adapter for
the shielding gas connection using suitable Teflon tape.

The operating instructions must always be at hand wherever the LaserHybrid head is being
used.

In addition to the operating instructions, any generally applicable and local regulations re­garding accident prevention and environmental protection must be provided and followed.

All safety and danger notices on the LaserHybrid head must be kept in a legible condition.

Safety measures
at the installation
location

The cell for the LaserHybrid welding process must meet the following requirements:

- be sealed off from adjoining rooms to make it lightproof

- be screened with min. 1 mm thick steel plate and/or approved laser protective glass
to prevent any UV or laser radiation escaping

- both the laser welding process and the arc welding process must stop automatically
as soon as the cell is opened

A device that topples over can easily kill someone. Place the device on a solid, level sur­face.

- The maximum permissible tilt angle is 10°.

Special regulations apply in rooms at risk of fire or explosion

- Observe relevant national and international regulations.

Use internal directives and checks to ensure that the workplace environment is always
clean and clearly laid out.

Only set up and operate the device in accordance with the degree of protection shown on
the rating plate.

When setting up the device, ensure there is an all-round clearance of 0.5 m (1 ft. 7.69 in.)
to ensure that cooling air can flow in and out freely.

When transporting the device, observe the relevant national and local guidelines and ac­cident prevention regulations. This applies especially to guidelines regarding the risks aris­ing during transport.

EN

Safety measures
in normal opera­tion

Before transporting the device, allow coolant to drain completely and detach the following
components:

- Wire feed speed

- Wirespool

- Shielding gas cylinder

After transporting the device, the device must be visually inspected for damage before
commissioning. Any damage must be repaired by trained service technicians before com­missioning the device.

Only operate the LaserHybrid head if all protection and safety devices are fully functional.
If the safety devices are not fully functional, there is a risk of

- injury or death to the operator or a third party,

- damage to the device and other material assets belonging to the operator,

- inefficient operation of the device.

Any safety devices that are not functioning properly must be repaired before switching on
the device.

Never bypass or disable safety devices.

Before starting up the LaserHybrid head, ensure that no one is likely to be endangered.

Check the LaserHybrid head at least once a week for obvious damage and proper func­tioning of the safety devices.

67

Safety inspection The operator is obliged to have the LaserHybrid head checked by a qualified electrician to

ensure it is safe for use after any modifications, alterations, repairs, care and maintenance,
and in any case at least every twelve months.

Regulation Title

IEC (EN) 60 974-1 Arc welding equipment - Part 1: Power sources
BGV A2, §5 Electrical plant and equipment
BGV D1, §33 / §49 Welding, cutting and associated processes
VDE 0701-1 Repair, modification and inspection of electrical appliances;

general requirements

VDE 0702-1 Repeat tests on electrical equipment

Alterations Do not carry out any modifications, alterations, etc. to the LaserHybrid head without the

manufacturer's consent.

Components that are not in perfect condition must be replaced immediately.

Replacement and
wearing parts

Calibration of
power sources

CE marking The LaserHybrid head fulfils the fundamental requirements of the Low Voltage Directive

Copyright Copyright of these operating instructions remains with the manufacturer.

Use only original spare and wearing parts (also applies to standard parts).
It is impossible to guarantee that parts sourced from third parties are designed and manu­factured to meet the demands made of them, or that they satisfy safety requirements.

When ordering, please give the exact designation and part number as shown in the spare
parts list, as well as the serial number of your device.

In view of international standards, regular calibration of power sources is necessary. Fro­nius recommends a 12-month calibration interval. For more information, please contact
your service centre.

and the Electromagnetic Compatibility Directive and is thus CE-marked.

The text and illustrations are all technically correct at the time of printing. We reserve the
right to make changes. The contents of the operating instructions shall not provide the ba­sis for any claims whatsoever on the part of the purchaser. If you have any suggestions for
improvement, or can point out any mistakes that you have found in the instructions, we will
be most grateful for your comments.

68

General

Basic principle In the LaserHybrid process, the advantages of the laser beam (deep penetration and nar-

row heat-affected zone) are combined with the advantages of the MIG/MAG process (dep­osition of filler metal and good gap-bridging ability).

EN

Mode of opera­tion and practical
application

Up to now, unusual requirements in terms of parts to be joined could either not be met at
all or only at very great expense. The fundamentally new LaserHybrid process taps into
vast synergy effects for a wide range of joining technology applications.

Competitiveness is boosted as a result of the following advantages offered by the Laser­Hybrid process:

- a wider range of application areas

- enhanced performance

- reduced production times and costs

- higher productivity

As solid state lasers with a high output power are required, it has only recently become
possible to achieve a stable process. Numerous studies have examined hybrid welding
processes, which allow both the laser and the arc process to act on one single process
zone (plasma and molten metal).

By choosing favourable process parameters, both for the laser process and the arc pro­cess, it is possible to selectively influence weld-seam properties, such as the geometry and
structural composition. By depositing filler metal, the arc process provides increased gap­bridging ability, determines the weld width and thus reduces the amount of joint preparation
needed.
The interaction between the two processes leads to a substantial increase in efficiency.

LaserHybrid pro­cess

An Nd:YAG laser with an intensity above 106 W/cm² is suitable for welding metallic work­pieces. When the laser beam hits the surface of the material, it heats up this spot to vapor­isation temperature, and a vapour cavity is formed in the weld metal due to the escaping
metal vapour. The result is a weld-seam that is very deep in relation to its width. The energy
flux density of the arc process is approximately 104 W/cm².

The figure below illustrates the basic principle of LaserHybrid welding. The laser beam de­picted here feeds heat to the weld metal in the top part of the seam, in addition to the heat
from the arc. Unlike a loose combination of the laser welding process and the arc process,
LaserHybrid welding combines both welding processes in the same process zone. The re­sulting interaction of the processes can be controlled by varying the arc or laser processes
used.

The combined effect of the laser process and the heat input of the arc process increases
both the weld penetration depth and the welding speed (compared to either of the process­es used on their own). The metal vapour escaping from the vapour cavity retro-acts upon
the arc plasma. Absorption of the Nd:YAG laser radiation in the plasma remains negligible.
Depending on what ratio of the two power inputs is chosen, the character of the overall pro­cess may be determined to a greater or lesser degree either by the laser or by the arc.

69

(1) Workpiece
(2) Beam cavity

(5)

(6)

(3) Laser-induced plasma
(4) Escaping metal vapour
(5) Laser beam

(4)

(3)

(2)

(7)

(8)

(6) Electrode
(7) Arc
(8) Shielding gas envelope
(9) Welding direction

(1)

(9)

Absorption of the laser radiation is substantially influenced by the temperature of the work­piece surface. At the start of welding, the initial reflectance must first be overcome, espe­cially on aluminium surfaces. After the vaporisation temperature has been reached, a
vapour cavity is formed, with the result that nearly all the radiation energy can be applied
to the workpiece.

Synergies The following synergies can be exploited from the merging of the laser and arc processes:

Advantages of LaserHybrid welding over the laser process on its own:

- It is possible to weld components with larger gap widths, thanks to the larger weld pool

- Better gap-bridging ability when gap occurs only momentarily

- Wider and deeper penetration

- Considerably wider range of applications

- Lower investment costs due to the use of a lower power laser

- Greater seam ductility

Advantages of LaserHybrid welding over the arc process on its own:

- Higher welding speed

- Deeper penetration, despite the higher speeds

- Low heat input ensuring the structure is affected as little as possible

- Greater weld seam strength

- Narrower weld seams

Summary The arc welding process is characterised by the following properties:

- Low-cost energy source

- Good gap-bridging ability

- Ability to influence the structure by adding filler metal

The laser component of the hybrid process achieves the following characteristics:

- Deep penetration

- High welding speed

- Low thermal load

- Narrow weld seams

70

Above a certain radiance, the laser light creates the "deep-weld effect" in metallic materi­als, enabling components with larger wall thicknesses to be joined.

As the weld pool is smaller than in the arc welding process, the heat input is restricted, and
there is thus a smaller heat-affected zone. This results in less distortion, which reduces the
amount of reworking needed. The arc process provides subsequent heat input. This has
the additional effect of tempering the laser-welded area of the workpiece. This diminishes
the hardness peaks, especially in the case of steel.

EN

71

Guiding the LaserHybrid head

Alignment

Always guide the LaserHybrid head at a "5°
leading" tilt angle.
This means the LaserHybrid head moves in
the y direction at an angle of 5°.

5°

NOTE!

If the "5° leading" alignment is not ob­served, the optical fibre will be seriously
damaged, as the laser will be reflected
directly into the laser optics.

y

72

Setting the relative position of the arc/laser

Safety

Stick out

WARNING!

Work that is carried out incorrectly can cause serious injury and damage.

Set up work must only be performed by trained and qualified personnel. Observe the safety
regulations in the operating instructions, paying particular attention to the section entitled
"Safety inspection".

NOTE!

(1)

(2)

14 mm

(3)

When setting the physical position of
the welding torch, ensure the stick-out
is always 14 mm.

(1) Welding torch
(2) Contact tip
(3) Stick out

EN

Fixing screws

NOTE!

The figure shows the LaserHybrid head without the housing cover.

Before starting up the LaserHybrid head, always fit the housing cover.

73

(1)

(1)

(3)

(3)

(2)

Fixing screws for the coordinate axes

(2)

(3)

(2)

(1)

Adjusting the x­axis

74

x

Remove the housing cover from the

1

LaserHybrid head
Undo the fixing screws (2)

2

(Figure: Fixing screws for the coordina­te axes)

Setting and reading the change of position in the x di­rection

Make the desired position adjustment using the adjusting screw, as shown in the fig-

3

ure

Adjusting the y­axis

A quarter turn corresponds to an adjustment distance of 0.25 mm.

A full turn corresponds to an adjustment distance of 1 mm.

Adjustment range ... +/- 2 mm

Tighten the fixing screws (2)

4

(Figure: Fixing screws for the coordinate axes)
Fit the housing cover

5

EN

Setting the change of position in the y direction Reading the change of position in the y direction

Remove the housing cover from the LaserHybrid head

1

Undo the fixing screws (3)

2

(Figure: Fixing screws for the coordinate axes)
Make the desired position adjustment using the adjusting

3

screw, as shown in the figure

A quarter turn corresponds to an adjustment distance of 0.25
mm.

A full turn corresponds to an adjustment distance of 1 mm.

Adjustment range ... +6/-1 mm

Reading accuracy using vernier ... 0.1 mm

Tighten the fixing screws (3)

4

(Figure: Fixing screws for the coordinate axes)
Fit the housing cover

5

y

75

Adjusting the z­axis

Setting the change of position in the z direction Reading the change of position in the z direction

Remove the housing cover from the LaserHybrid head

1

Undo the fixing screws (1) and (2)

2

(Figure: Fixing screws for the coordinate axes)
Make the desired position adjustment using the adjusting

3

screw, as shown in the figure

A quarter turn corresponds to an adjustment distance of 0.25
mm.

A full turn corresponds to an adjustment distance of 1 mm.

Adjustment range ... +10/-20 mm

Reading accuracy using vernier ... 0.1 mm

Tighten the fixing screws (1) and (2)

4

(Figure: Fixing screws for the coordinate axes)
Fit the housing cover

5

z

76

Collision protection

General To protect the welding torch and the entire LaserHybrid head, the welding torch is

equipped with collision protection.

The collision protection works according to the principle of a floating contact. Above a cer­tain welding torch deflection, the ring circuit opens between the two inputs for the robot
control.

The ring circuit goes from the LBDSP PC board on the LaserHybrid head, via the hose­packs and the intermediate drive, to the connection for the robot interface or field bus used
on the power source.

EN

Safety

The collision protection and its digital evaluation cannot replace an electromechan­ical emergency stop protection device.

In the same way as the collision protection, the emergency stop protection device must
also trigger a cut-off of both the arc process and the laser process.

Operation The home position must be checked after every collision. Proceed as follows:

1

2

3

Signal evaluation
principle

The signal from the collision protection is detected by the LocalNet and transmitted via the
robot interface (e.g. ROB 5000) or the field bus to the robot control.
If a collision occurs, the ring circuit opens, the signal level drops and the robot control has
to execute the following program sequence:

- Immediately stop the laser and arc process

- Immediately stop the robot movement

WARNING!

Set a 14 mm stick out on the welding torch of the LaserHybrid head
(see "Setting the relative position of the arc/laser")

Moving to the home position
Using a template, check the position of the focus point in the x/y direction

(see "Setting the focus point", subsection "x/y direction: preparation")

77

Setting the position on the holder for the robot

Safety

Work that is carried out incorrectly can cause serious injury and damage.

Set up work must only be performed by trained and qualified personnel. Observe the safety
regulations in the operating instructions, paying particular attention to the section entitled
"Safety inspection".

General The LaserHybrid head can be mounted on the holder for the robot in positions A to D, as

shown below.

Position A

WARNING!

(1)

180°

mm 5,613

Mounting the LaserHybrid head in position A (rotated by 180°)

(1) Holder

mm 5,613

78

Position B

NOTE!

In positions A and B, the LaserHybrid head can be mounted after being rotated 180°.

This setting makes it easier to weld short weld seams at the edges or corners of the work­piece.

EN

90 mm

mm 5,613

(1)

180°

90 mm

mm 5,613

Positions C and D

Mounting the LaserHybrid head in position B (rotated by 180°)

(1) Holder

NOTE!

In positions A and B, the LaserHybrid head can be mounted after being rotated 180°.

This setting makes it easier to weld short weld seams at the edges or corners of the work­piece.

Position C Position D

79

(1)

(1)

90 mm

m
m
5,
61

3

Mounting the LaserHybrid head in positions C and D

(1) Holder

90 mm

mm 5,61

90 mm

3

80

Setting the focus point

Safety

General informa­tion

Setting the focus
point - overview

WARNING!

Work that is carried out incorrectly can cause serious injury and damage.

Set up work must only be performed by trained and qualified personnel. Observe the safety
regulations in the operating instructions, paying particular attention to the section entitled
"Safety inspection".

A low-power pilot laser is required for this set up work.

The position of the focus point for the laser beam relative to the workpiece and the end of
the wire electrode of the arcing process can be adjusted in all three Cartesian coordinate
axes.

The focus point needs to be set in all the coordinate axes:

- after successfully mounting the laser welding head

- each time the laser optics are replaced

- when programming a new reference point

The focus point must be precisely positioned on the surface of the workpiece. To ensure
that this is so, the laser welding head is slowly raised over a test workpiece and simultane­ously moved in the feed direction. This continuously rising movement is along a slope that
has previously been programmed in the robot control.
Only the laser is active, not the arcing process.
As the focus point approaches the surface of the workpiece, penetration on the test work­piece increases rapidly.
Due to the height of the laser welding head above the relatively narrow and easily identifi­able area of deepest penetration, it is possible to determine the correct setting for the focus
point.

EN

Setting the focus
point - prepara­tions

Switch on the pilot laser

1

Set the height of the laser welding head so that the point of the laser beam on the

2

workpiece is at its smallest diameter.

This height is used as a reference line for the slope that is to be programmed.

Program a slope starting at a laser welding head height of -20 mm and ending at +20

3

mm, measured against the reference line.

To make it as easy as possible to identify the point of deepest penetration, the length
of the slope should be approx. 100 mm.

81

z

+ 20 mm

(1)

Setting the focus
point in the z-axis

(2)

v = 2 m/min

y

(3)

- 20 mm

100 mm

(1) Smallest focus of the pilot laser

(does not correspond to the focus of the welding laser)
(2) Reference line
(3) Focus of the welding laser

(= point of deepest penetration on the workpiece)

Switch off the MIG/MAG power source

4

NOTE!

Set the laser welding head torch position to 5° forwards.

If the "5° forwards" position is not complied with, the optical fibre will be seriously damaged,
as the laser will be reflected directly into the laser optics.

Clamp a test workpiece with a sheet thickness of approx 2 mm

1

Set the adjustment ring on the laser optics to "0"

2

WARNING!

There is a risk of injury when the laser is active.

The protection rules when determining the focus point are the same as those relevant to
LaserHybrid welding (e.g. use a regulation filter element for laser protection class 4 to pro­tect your eyes, etc.). Observe and follow the safety rules given in these operating instruc­tions.

Set the laser power to 3 kW

3

Move down the previously programmed slope at a travel speed of 2 m/min

4

If penetration at the test workpiece suddenly increases, stop the robot and the laser

5

IMPORTANT! When setting the stick-out on the welding torch, do not change the position
of the laser welding head.

Set a stick-out of 14 mm on the welding torch

6

Set the laser welding head in the z-axis so that the wire electrode just touches the sur-

7

face of the workpiece
Save the measured height of the laser welding head as the z-coordinate of the refer-

8

ence point for the robot

82

Setting the focus
point in the x- and
y-axes - prepara­tions

A metal template (1) for exactly positioning the focus point relative to the end of the wire
electrode is included among the items supplied with the laser welding head.

Set a stick-out of 14 mm on the welding

1

torch of the laser welding head
Move to the robot reference point

2

If the focus of the pilot laser is in the cross­hairs of the template (1), there is no need to

z

y

(1)

adjust the focus point.

If the focus deviates from the intersection of
the crosshairs, prepare the focus point set-

x

(1)

y

r

ting as follows:

Detach the crossjet unit (2):

3

- Undo the two Allen screws (3)

(3)

(3)

M4 x 12 mm

- Undo the two Allen screws (4)
M4 x 40 mm

(4)

(4)

- Remove the cross-jet device (2)

EN

(6)

(2)

(5)

(6)

Remove the protective-glass holder (5)

4

and protective glass
(observe "Cleaning and replacing the
protective-glass holder and protective
glass" section)

- Turn each of the two fastening
screws (6) a quarter of a turn to
the left

- Carefully remove the protective­glass holder (5) with the protective
glass

83

(8)

(7) (7)

NOTE!

Risk of components coming apart.

Loosen the four fastening screws but ensu­re there is still no discernible play and the
parts are still noticeably held together.

Slightly loosen the four 5 mm fastening

5

screws on the optics system holder (7)

NOTE!

Risk of components coming apart.

Loosen the four 5 mm cheese head screws
(8) but ensure there is still no discernible

(8)

play and the parts are still noticeably held
together.

Setting the focus
point in the x- and
y-axes

(8)

(8)

Slightly loosen the four 5 mm cheese

6

head screws (8) on the optics system
holder

(11) (9) (10) (11)

84

Adjusting screws - left-hand view Adjusting screws - right-hand view

Use adjusting screws (9), (10) and (11) to bring the focus of the pilot laser into the centre
of the crosshairs (1), as outlined in the following description:

z

EN

(1)

y

(1)

r

x

y

Changing the position of the laser beam/arc process

(9)

x

(10)

Positive x direction

(9)

Setting the focus point in the positive x
direction

Undo the screws (9) by two turns

1

Adjust the screws (10)

2

Tighten the screws (9)

3

Setting the focus point in the negative x
direction

Adjust the screws (9)

1

Undo the screws (10) two turns

2

Tighten the screws (10)

3

-x

(10)

Negative x direction

85

-x

(9)

(11)

Setting the focus point in the y direction

Undo the screws (9) by approx. a quar-

1

ter of a turn
Adjust the screws (11)

2

Tighten the screws (9)

3

x/y direction:
Wrapping up

-y

y direction

y

To finalise the adjustment process, carry out the steps in the "preparations" section in re­verse.

86

Signal sequence for LaserHybrid welding

Safety

WARNING!

Work that is carried out incorrectly can cause serious injury or damage.

The welding sequence must only be programmed by trained specialist personnel. Observe
the safety rules in the operating instructions, paying particular attention to the section en­titled "Safety inspection".

CAUTION!

Risk of damage to optical fibre if laser welding head is positioned perpendicular to
the surface of the workpiece during welding.

If the laser optics system is placed at a right angle to the surface of the workpiece, the laser
will be reflected directly into the laser optics system. The optical fibre can be seriously dam­aged if this occurs.
Always set the laser welding head at a forwards or backwards tilt angle.

NOTE!

When welding a number of short weld seams one after the other, do not switch off
the crossjet flow and external extraction until the end of the entire sequence.

This will prevent welding smoke from making the protective glass dirty.

EN

Signal sequence
for LaserHybrid
welding

Robot start position:

Set the "extraction on" signal

1

Set the "crossjet on" signal

2

Select the mode

3

e.g. mode "3" (internal parameter selection for adjustment purposes):
set mode bit "0" to "1"
set mode bit "1" to "1"
set mode bit "2" to "0"

If "Job" mode is selected, see the operating instructions for the MIG/MAG power
source for more detailed information about this mode.

If preheating is not required, continue from "LaserHybrid welding start position".

Preheating start position:

Requirement: the laser must be ready to enable the beam.

Set the "gas test" signal

1

Set the "laser on" signal

2

The preheating temperature comes from the following factors:
travel speed,
laser power,
distance to the surface of the workpiece

87

Preheating end position:

Reset the "laser on" signal

1

Reset the "gas test" signal

2

LaserHybrid welding start position:

Requirement: the laser must be ready to enable the beam.

Set the "arc on" signal

1

Wait for the current flow signal ("arc on")

2

Set the "laser on" signal

3

Set the "robot start" signal

4

The distance between the laser and the wire electrode should be 1 - 5 mm depending
on the process.

LaserHybrid welding end position:

Stop the movement of the robot

1

Reset the "laser on" signal

2

Reset the "welding start" signal

3

Wait until the current flow signal = zero

4

Robot end position:

IMPORTANT! The robot end position is not the end of the weld seam.

Reset the "crossjet on" signal

1

Reset the "extraction on" signal

2

88

Laser hot-wire brazing without RCU 5000i

A: Start of brazing To obtain good wetting to sidewalls in the brazed join, ensure the following:

- Focus diameter = Wire diameter + 30%

- Torch tilt angle is 35° (trailing)

Initialise "Gas test"

1

Select operating mode 5 "CC / CV"

2

- Set operating bit "0" to "1"

- Set operating bit "1" to "0"

- Set operating bit "2" to "1"

Welding voltage: Specify "Pulse/dyna-

3

mic correction"

35 °

100 %

+30 %

Preconditions for laser hot-wire brazing

Welding current: Specify "Welding po-

4

wer"
Wire feed speed: Specify "Arc length

5

correction"
Initialise "Welding ON"

6

Initialise "Wire feed"

7

Wait for current flow signal ("Arc esta-

8

blished")
Initialise "Laser ON"

9

Initialise "Robot start"

10

EN

Points 3., 4. and 5. describe analogue input signals.

Re. Point 3.:

- Welding voltage = welding current x welding circuit resistance
(welding circuit resistance depends on the contact tip and filler metal)

- Value is below 10 V (voltage limitation)

NOTE!

A clearer overview of the program can be obtained by amalgamating all the signals
into one single command in a sub-program (e.

g. "Start of brazing").

IMPORTANT! Laser hot-wire brazing is a spatter-free process. This means that it is not
absolutely necessary to have an additional fume-extractor. It is sufficient if the crossjet can
be clearly heard working (at an operating pressure of between 0.5 and 1 bar = 7.22 - 14.45
psi).

B: End of brazing "Stop movement of the robot"

1

Reset "Wire feed"

2

Reset "Welding ON"

3

Initialise "Wire retract"

4

Initialise "Time-lag" (0.2 s)

5

Reset "Wire retract"

6

Initialise "Laser OFF"

7

Reset "Gas test"

8

89

Re. Point 5.:

0.2 s "Time-lag" is a standard value to prevent the end of the wire burning onto the weld

pool.

90

Laser hot-wire brazing with RCU 5000i

A: Start of brazing To obtain good wetting to sidewalls in the brazed join, ensure the following:

- Focus diameter = Wire diameter + 30%

- Torch tilt angle is 35° (trailing)

Initialise "Gas test"

1

Select operating mode 3 "Internal pa-

2

rameter selection"

- Set operating bit "0" to "1"

- Set operating bit "1" to "1"

- Set operating bit "2" to "0"

Select the following parameters via the

3

35 °

100 %

+30 %

Preconditions for laser hot-wire brazing

RCU 5000i (CC/CV window):

- welding current

- Welding voltage

- Wire speed

Initialise "Welding ON"

4

Initialise "Wire feed"

5

Wait for current flow signal ("Arc esta-

6

blished")
Initialise "Laser ON"

7

Initialise "Robot start"

8

EN

Points 3., 4. and 5. describe analogue input signals.

Re. Point 3.:

- Welding voltage = welding current x welding circuit resistance
(welding circuit resistance depends on the contact tip and filler metal)

- Value is below 10 V (voltage limitation)

NOTE!

A clearer overview of the program can be obtained by amalgamating all the signals
into one single command in a sub-program (e.

g. "Start of brazing").

IMPORTANT! Laser hot-wire brazing is a spatter-free process. This means that it is not
absolutely necessary to have an additional fume-extractor. It is sufficient if the crossjet can
be clearly heard working (at an operating pressure of between 0.5 and 1 bar = 7.22 - 14.45
psi).

B: End of brazing "Stop movement of the robot"

1

Reset "Wire feed"

2

Reset "Welding ON"

3

Initialise "Wire retract"

4

Initialise "Time-lag" (0.2 s)

5

Reset "Wire retract"

6

Initialise "Laser OFF"

7

Reset "Gas test"

8

91

Re. Point 5.:

0.2 s "Time-lag" is a standard value to prevent the end of the wire burning onto the weld

pool.

92

Installing the wire drive

Safety

Work that is carried out incorrectly can cause serious injury and damage.

Set up work must only be performed by trained and qualified personnel. Observe the safety
regulations in the operating instructions, paying particular attention to the section entitled
"Safety inspection".

Scope of supply The wire drive is supplied for welding wire diameters of 1.0 mm, 1.2 mm and 1.6 mm. The

corresponding wirefeed components are supplied both for aluminium as well as for steel/
CrNi.

Accessories supplied:

WARNING!

(1)

(14) (8) (13) (9)

(3)

(4)

(5)

EN

(2)

(10)

(12)

(16)

(11)(15)

Item Designation Pcs.

(1) Inner liner for welding torch

1.0 mm ... 44,0350,2072

1.2 mm ... 44,0350,2073

1.6 mm ... 44,0350,2074

(2) Inner liner for LH hosepack

Graphite inner liner, L = 6.5 m, 1.0/1.2/1.6 mm ... 42,0300,7072

(3) Feed roller (V-groove)

1.0 mm ... 42,0001,3462

1.2 mm ... 42,0001,3463

1.6 mm ... 42,0001,3464

(6)

(7)

1

1

1

93

Item Designation Pcs.

(4) Pressure roller

1.0/1.2/1.6 mm ... 42,0001,3465

(5) Feed/pressure rollers (H-groove) for VR 1500 F++

Two drive rollers (aluminium: only the two front rollers)

Four drive rollers (steel)
VR 1500 K/4R/W/F++

1.0 mm (steel/CrNi/aluminium) ... 44,0001,1184

1.2 mm (steel/CrNi/aluminium) ... 44,0001,1185

1.6 mm (steel/CrNi/aluminium) ... 44,0001,1209

NOTE!

The inner liner for the LH hosepack is supplied in a 6.

5 m length.
When using LH hosepacks of a different length, the inner liner must exceed the LH hose­pack by half a metre.

The wire drive parts in the scope of supply can also be ordered separately.

1

4

NOTE!

Do not replace any of the wirefeed components listed here with different versions.

In particular, using other V-groove rollers than those specified can cause severe problems
with wirefeeding.

Tools supplied with the LaserHybrid head:

Item Designation Pcs.

(6) Flat spanner, 8/10 mm

42,0410,0004

(7) Driving-gear spanner

42,0200,9344

(8) Torch spanner (spanner for union nut)

42,0201,1215

(9) Allen screwdriver, 3 mm (for protective glass)

42,0435,0005

(10) Allen screwdriver, 4 mm (for setting the laser optics)

42,0435,0004

(11) Allen key, 2.5 mm (for setting the laser optics)

42,0435,0002

(12) Allen screwdriver, 5 mm (for setting the welding torch)

42,0435,0003

(13) Allen key, 6 mm (for setting the position on the holder)

42,0435,0001

(14) Extractor tool for dowel pins

44,0450,1223

(15) Template for setting the focus point

42,0201,1216

(16) Flat spanner, 12 mm

42,0410,0007

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

94

Additional acces­sories

Power source

TPS 4000 4,047,292 VR 1500 K/4R/ internal
4,075,100 W/F++ 4,047,332

+ options 4,045,848,000

Interconnecting

hosepack

Wire feed speed

+ options external

LaserHybrid

hosepack

4,047,452

Laser

Hybrid head

EN

Removing the
feed roller

Removing and in­stalling the pres­sure roller

(B)

Remove the cover from the wire drive

1

Feed out the wire

2

Swing open the clamping stirrup (A) and swivel lever (B)

3

Undo the ratchet nut (C) (10 mm) using the flat spanner (6) and the driving-gear span-

4

ner (7)
Remove the "motor-side" drive wheel (D) and feed roller (2)

5

(3) (F)

(B)

(E)

Removing the pressure roller

Remove the screw-threaded axle (E)

1

Remove the "swivel-lever side" drive

2

wheel (F) and the pressure roller (3)

(2)(D) (C) (6)(7)

(A)

Installing the pressure roller

Place the pressure roller (3) on the

1

"swivel-lever side" drive wheel (F)
Insert the pressure roller (3), together

2

with the "swivel-lever side" drive wheel
(F), into the swivel lever (B)

Fix the pressure roller (3) and the "swi-

3

vel-lever side" drive wheel (F) with the
screw-threaded axle (E)

95

Installing the feed
roller

(B)

Position the "motor-side" drive wheel (D)

1

Position the feed roller (2)

2

Attach the ratchet nut (C)

3

Tighten the ratchet nut (C) using the flat spanner (6) and driving-gear spanner (7)

4

Swing the clamping stirrup (A) and swivel lever (B) closed

5

Threading the wire

6

(2)(D) (C) (6)(7)

(A)

Removing and in­stalling the weld­ing torch inner
liner

(G) (I) (H)(1) (3)

(1)

(2)

Removing the welding torch inner liner

Feed out the wire

1

Undo the knurled nut (G) by hand

2

Pull out the welding torch with the inner liner (1) (see "Removing the welding torch"

3

section)

Installing the welding torch inner liner

NOTE!

(3)

(I)

(2)

96

The inner liner (1) must not touch the feed roller (2) or the pressure roller (3).

Fit the welding torch (see "Fitting the welding torch" section)

1

Feed the inner liner (1) as close as possible to the feed roller (2) and pressure roller (3)

2

Tighten the knurled nut (G) by hand

3

Threading the wire

4

Removing and in­serting the inter­nal hosepack
liner

IMPORTANT! If an external liner is being used instead of an internal one, refer to the sec-

tion entitled "Removing and inserting the external hosepack liner".

Removing the internal hosepack liner

Feed out the wire

1

Undo hexagon nut (H) using the flat spanner, 10 mm (6)

2

Pull out the inner liner (I)

3

Inserting the internal hosepack liner

NOTE!

The inner liner (I) must not touch the feed roller (2) or the pressure roller (3).

Feed the inner liner (I) as close as possible to the feed roller (2) and pressure roller (3)

1

Tighten the hexagon nut (H) using the flat spanner (6)

2

Threading the wire

3

EN

Removing the ex­ternal hosepack
liner

(O)

(M)

(N)

(L)

IMPORTANT! If an internal liner is being
used instead of an external one, refer to the
section entitled "Removing the internal ho­sepack liner".

Press and hold button (L)

1

Pull the hose (M) out of the retainer (N)

2

Release button (L)

3

Pull the hose (M) out through the hol-

4

der (O)
Take the liner out of the wirefeeding

5

hose

97

Inserting the ex­ternal hosepack
liner

IMPORTANT! If an internal liner is being used instead of an external one, refer to the sec-

tion entitled "Removing the internal hosepack liner".

(O)(M)

Inserting the external liner Inserting the external liner

(L) (P) (M)(N)

IMPORTANT! When inserting the wirefeeding hose (M), ensure that part (P) is facing for­wards.

Push the inner liner into the wirefeeding hose

1

Feed the hose (M) through the holder (O)

2

Press and hold button (L)

3

Push the wirefeeding hose into the retainer (N) until no more pressure can be felt on

4

button (L)
Release button (L)

5

Continue feeding the hose through until the retainer engages and button (L) pops up

6

Removing and fit­ting the welding
torch

Removing the welding torch

NOTE!

When taking off the welding torch (J), note the following:
The inner liner (not shown) must emerge from the hole (1) at the interface without
being kinked.

Undo the union nut (K) using the torch

(1) (J)(K)

1

spanner (8)
Carefully remove the welding torch (J)

2

NOTE!

Risk of damage to pneumatic compo­nents.

When gas purging the torch, do not exceed
an air pressure of 10 bar.

Fitting the welding torch

98

NOTE!

When placing the welding torch (J) on the interface of the LaserHybrid head, note
the following:
The inner liner (1) must enter the hole at the interface without being kinked.

Place the welding torch (J) on the interface

1

Tighten the union nut (K) using the torch spanner (8)

2

Fit the cover to the wire drive

3

EN

99

Connection specifications

Safety

WARNING!

Work that is carried out incorrectly can cause serious injury or damage.

Set up work must only be performed by trained and qualified personnel. Observe the safety
regulations in the operating instructions, paying particular attention to the section entitled
"Safety inspection".

WARNING!

If the following specifications are ignored, there is a high risk of very serious injury
and damage.

All the data given in the section "Connections on the LaserHybrid head" must be complied
with.

WARNING!

Unsuitable and inadequately maintained extractor hoses are a fire hazard! The ex­tractor hose (illustrated in the section headed "Connections on the LaserHybrid
head") must be:

► suitable for extracting magnesium and aluminium-laden welding fumes
► cleaned every 300 operating hours to remove all aluminium and magnesium dust

General The specifications given below define the equipment and characteristics of the connected

peripheral devices to be provided by the customer. Observe the characteristics (e.g. pres­sure, volumetric flow) prescribed for individual connections. Non-compliance with specifi­cations shall cause all warranty claims to be forfeited.

The LaserHybrid head comes with a Trumpf laser optics system as standard. Only a
Trumpf laser with a suitable optical fibre and cooling unit for the optics system may be con­nected to the series LaserHybrid head. The focal length for the Trumpf optics system is F
= 220 mm.

Optionally, the LaserHybrid head is also available with a Rofin-Sinar optics system (focal
length F > 220 mm).

There are two possible configurations for the arc process:
TPS 4000 / 5000 power source with ROB 4000 / 5000 robot interface or field-bus coupler
and VR 1500 F++ wire drive

Also observe the manufacturers’ instructions regarding the safety and commissioning of
laser, extraction and compressed air devices, and the operating instructions for the power
source and wirefeeders.

The overview on the next page shows the available connections and, where necessary,
the characteristics prescribed for them.

100