Prin Beam Shaping, ne referim adesea la utilizarea de lentile de modelare a fasciculului, lentile, microlentile sau fibre de diferite forme pentru a obține un efect de omogenizare asupra punctului de lumină. Aici introducem o nouă metodă: tehnologia de sudare BrightLine de la TRUMP, folosind o fibră 2-in-1 (Figura 1), care este compusă dintr-un miez interior de fibră și un inel exterior de fibră. Cele două fascicule sunt suprapuse pentru a acționa asupra zonei de prelucrare.
Figura 1 Tehnologia TRUNP 2-in-1 fibră
În procesul de penetrare adâncă, metalul din locația mică este topit și vaporizat de căldura laserului, producând abur de înaltă presiune în partea de jos a găurii mici. Aburul este evacuat de jos, rezultând pierderi de material, numite și stropire. Întregul proces este similar cu apa clocotită acasă, care generează continuu bule. Când utilizați un fascicul de modelare 2-in-1, fibra inelului exterior oferă o zonă mai mare de „tampon” în jurul micro-apertura, permițând vaporilor de înaltă presiune să scape. Grinda inelului exterior ajută la crearea unui proces de sudare mai stabil, cu o topire mai profundă.
În același timp, fasciculul inel exterior schimbă direcția de curgere a lichidului metalic al piscinei topit (Figura 2). Fluxul accelerat al metalului topit spre suprafață este deviat în lateral sub influența impulsului fasciculului inel. Prin urmare, sub efectul combinat al celor două modificări de mai sus, s-a dovedit experimental că tehnica de modelare a fibrelor interioare și exterioare poate reduce stropirea cu 90 la sută.
Figura 2 Schimbarea bazinului de topire sub acțiunea grinzilor interne și externe
Traiectoria oscilației fasciculului este prezentată în figura de mai jos. Pentru unele procese de sudare cap la cap și suprapuneri, în care există spații între părți și nu există material de umplutură, iar sudarea convențională cu laser urmează o linie dreaptă de-a lungul spațiului, nu este posibilă sudarea eficientă. Prin urmare, este introdusă oscilația fasciculului (Oscillation sau Wobble), unde liniile drepte și mișcările în sus și în jos sunt suprapuse pentru a crea o spirală (Figura 3), crescând zona bazinului topit în care lichidul metalic umple golul pentru sudare. Utilizarea oscilației fasciculului are avantajul suplimentar de a compensa erorile dimensionale ale piesei, de a reduce porozitatea și de a crește estetica sudurii și stabilitatea procesului de sudare.
Figura 3 Mișcare în linie dreaptă și traiectorie suprapusă cu oscilație în sus și în jos
Utilizarea unei combinații de modelare a fasciculului și oscilație a fasciculului poate îmbunătăți considerabil stabilitatea procesului de sudare prin fuziune profundă, sudabilitatea aliajelor de aluminiu și a oțelurilor de înaltă rezistență și poate evita eficient microcracarea. Cu toate acestea, pentru unele materiale, micro-fisurarea aleatorie încă există. Figurile 4-6 de mai jos arată performanța de sudare a aliajului de aluminiu din seria 6XXX în trei condiții de modelare a fasciculului, oscilație a fasciculului și modelare și oscilație a fasciculului.
Figura 4 Efectul secțiunii de sudare de modelare a fasciculului microscopic
Figura 5 efectul microscopic al secțiunii transversale de sudare a fasciculului
Figura 6 Efectul modelării fasciculului microscopic și al secțiunii transversale de sudare a fasciculului
