Під формуванням променя ми часто маємо на увазі використання лінз, що формують промінь, лінз, мікролінз або волокон різної форми для досягнення ефекту гомогенізації світлової плями. Тут ми представляємо новий метод: технологію зварювання BrightLine від TRUMP із використанням волокна 2-in-1 (рис. 1), яке складається з внутрішньої серцевини волокна та зовнішнього кільця волокна. Два промені накладаються, щоб впливати на зону обробки.
Рисунок 1 Технологія оптоволокна 2-in-1 від TRUNP
У процесі глибокого проникнення метал у крихітному місці розплавляється та випаровується лазерним теплом, утворюючи пару під високим тиском на дні крихітного отвору. Пара викидається знизу, що призводить до втрати матеріалу, який також називають бризками. Весь процес схожий на кип’ятіння води вдома, яке постійно створює бульбашки. У разі використання 2-in-1 формуючого променя волокно зовнішнього кільця забезпечує більшу площу «буфера» навколо мікроапертури, дозволяючи випару під високим тиском виходити. Зовнішня кільцева балка допомагає створити більш стабільний процес зварювання з більш глибоким розплавленням.
У той же час зовнішній кільцевий промінь змінює напрямок потоку розплавленої металевої рідини (рис. 2). Прискорений потік розплавленого металу до поверхні відхиляється вбік під дією імпульсу кільцевого променя. Таким чином, під час спільного впливу двох вищезазначених змін експериментально доведено, що техніка внутрішнього та зовнішнього формування волокон може зменшити бризки на 90 відсотків.
Рисунок 2 Зміна ванни розплаву під дією внутрішнього та зовнішнього пучків
Траєкторія коливання променя показана на малюнку нижче. Для деяких процесів зварювання внахлест і встик, коли між деталями є зазори і немає наповнювача, а звичайне лазерне зварювання відбувається по прямій лінії вздовж зазору, ефективне зварювання неможливо. Тому вводяться коливання променя (коливання або коливання), де прямі лінії та рухи вгору та вниз накладаються, щоб створити спіраль (рис. 3), збільшуючи площу басейну розплавленого металу, де рідина металу заповнює щілину для зварювання. Використання коливань променя має додаткову перевагу компенсації похибок розмірів деталі, зменшення пористості та підвищення естетики зварного шва та стабільності процесу зварювання.
Рисунок 3 Накладена траєкторія прямолінійного руху та коливань вгору-вниз
Використання комбінації формування балки та коливання променя може значно підвищити стабільність процесу зварювання глибоким плавленням, зварюваність алюмінієвих сплавів і високоміцних сталей, а також ефективно уникнути мікротріщин. Однак для деяких матеріалів випадкові мікротріщини все ще існують. На малюнках 4-6 нижче показана ефективність зварювання алюмінієвого сплаву серії 6XXX за трьох умов формування променя, коливання променя та формування та коливання променя.
Рисунок 4 Ефект формування мікроскопічного променя зварювальної секції
Малюнок 5. Мікроскопічний ефект поперечного перерізу зварювального зварювання
Малюнок 6 Вплив мікроскопічного формування променя та поперечного перерізу зварювального зварювання
