Beam Shapingem často rozumíme použití čoček pro tvarování paprsku, čoček, mikročoček nebo různě tvarovaných vláken pro dosažení homogenizačního efektu na světelné skvrně. Zde představujeme novou metodu: svařovací technologii BrightLine od společnosti TRUMP s použitím vlákna 2-in{1}} (obrázek 1), které se skládá z vnitřního vlákna vlákna a vnějšího prstence vlákna. Dva paprsky se překrývají, aby působily na oblast zpracování.
Obrázek 1 Technologie vláken společnosti TRUNP 2-in{2}}
V procesu hluboké penetrace se kov v malém místě roztaví a odpaří teplem laseru, čímž se na dně malého otvoru vytvoří vysokotlaká pára. Pára je vypuzována ze dna, což má za následek ztrátu materiálu, nazývanou také rozstřik. Celý proces je podobný vaření vody doma, která neustále vytváří bubliny. Při použití tvarovacího paprsku 2-in{2}} poskytuje vnější prstencové vlákno kolem mikrootvoru větší oblast „tlumiče“, což umožňuje unikání vysokotlaké páry. Vnější prstencový paprsek pomáhá vytvořit stabilnější svařovací proces s hlubším tavením.
Současně vnější prstencový paprsek mění směr proudění roztavené kovové lázně (obrázek 2). Zrychlený tok roztaveného kovu směrem k povrchu je vlivem pulsu prstencového paprsku vychylován do strany. Proto je při kombinovaném účinku výše uvedených dvou změn experimentálně prokázáno, že technika tvarování vnitřního a vnějšího vlákna může snížit rozstřik o 90 procent.
Obrázek 2 Změna lázně taveniny působením vnitřních a vnějších paprsků
Dráha oscilace paprsku je znázorněna na obrázku níže. U některých procesů svařování na tupo a přeplátování, kde jsou mezery mezi díly a žádný přídavný materiál, a konvenční laserové svařování sleduje přímku podél mezery, není možné efektivně svařovat. Proto se přivádí oscilace paprsku (oscilace nebo kolísání), kde se přímé linie a pohyby nahoru a dolů překrývají a vytvářejí spirálu (obrázek 3), čímž se zvětšuje oblast roztavené lázně, kde kovová kapalina vyplňuje mezeru pro svařování. Použití oscilace paprsku má další výhodu v kompenzaci rozměrových chyb v součásti, snížení poréznosti a zvýšení estetiky svaru a stability svařovacího procesu.
Obrázek 3 Přímý pohyb a trajektorie oscilace nahoru a dolů
Použití kombinace tvarování paprsku a oscilace paprsku může výrazně zlepšit stabilitu procesu hlubokého tavného svařování, svařitelnost hliníkových slitin a vysokopevnostních ocelí a účinně zabránit mikrotrhlinám. U některých materiálů však stále existuje náhodné mikropraskání. Obrázky 4-6 níže ukazují svařovací výkon hliníkové slitiny řady 6XXX za tří podmínek tvarování paprsku, oscilace paprsku a tvarování a oscilace paprsku.
Obrázek 4 Vliv mikroskopického tvarování paprsku svařovací sekce
Obrázek 5 mikroskopický efekt řezu při svařování kývavým paprskem
Obrázek 6 Vliv mikroskopického tvarování paprsku a průřez svařování kývavým paprskem
