Pod pojmom Beam Shaping často rozumieme použitie šošoviek, šošoviek, mikrošošoviek alebo rôznych tvarovaných vlákien na dosiahnutie homogenizačného efektu na svetelnom mieste. Predstavujeme vám novú metódu: technológiu zvárania BrightLine od spoločnosti TRUMP s použitím vlákna 2-in{1}} (obrázok 1), ktoré sa skladá z vnútorného vlákna vlákna a vonkajšieho prstenca vlákna. Dva lúče sa prekrývajú, aby pôsobili na oblasť spracovania.
Obrázok 1 Technológia vlákien spoločnosti TRUNP 2-in{2}}
V procese hlbokej penetrácie sa kov v malom mieste roztaví a odparí teplom lasera, čím sa vytvorí vysokotlaková para na dne malého otvoru. Para je vypudzovaná zospodu, čo vedie k strate materiálu, nazývanému tiež rozstrekovanie. Celý proces je podobný vareniu vody doma, ktorá neustále vytvára bubliny. Pri použití tvarovacieho lúča 2-in{2}} poskytuje vlákno vonkajšieho prstenca väčšiu oblasť „tlmiča“ okolo mikrootvoru, čo umožňuje unikanie vysokotlakovej pary. Vonkajší prstencový nosník pomáha vytvárať stabilnejší proces zvárania s hlbším tavením.
Vonkajší prstencový nosník zároveň mení smer prúdenia roztavenej kovovej kvapaliny v bazéne (obrázok 2). Zrýchlený tok roztaveného kovu smerom k povrchu je pod vplyvom impulzu prstencového lúča vychýlený do strany. Preto pri kombinovanom účinku dvoch vyššie uvedených zmien je experimentálne dokázané, že technika tvarovania vnútorného a vonkajšieho vlákna môže znížiť rozstrekovanie o 90 percent.
Obrázok 2 Zmena bazénu taveniny pôsobením vnútorných a vonkajších lúčov
Dráha oscilácie lúča je znázornená na obrázku nižšie. Pri niektorých procesoch zvárania na tupo a prelínania, kde sú medzi dielmi medzery a žiadny prídavný materiál a konvenčné laserové zváranie sleduje priamku pozdĺž medzery, nie je možné efektívne zvárať. Preto sa zavádza oscilácia lúča (oscilácia alebo kolísanie), kde sa priame čiary a pohyby nahor a nadol prekrývajú a vytvárajú špirálu (obrázok 3), čím sa zväčšuje oblasť roztaveného kúpeľa, kde kovová kvapalina vypĺňa medzeru na zváranie. Použitie oscilácie lúča má ďalšiu výhodu v tom, že kompenzuje rozmerové chyby v diele, znižuje pórovitosť a zvyšuje estetiku zvaru a stabilitu procesu zvárania.
Obrázok 3 Priamy pohyb a trajektória oscilácie hore a dole
Použitie kombinácie tvarovania lúča a oscilácie lúča môže výrazne zlepšiť stabilitu procesu hlbokého tavného zvárania, zvárateľnosť hliníkových zliatin a vysokopevnostných ocelí a účinne zabrániť vzniku mikrotrhlín. Pri niektorých materiáloch však stále existujú náhodné mikrotrhliny. Na obrázkoch 4-6 nižšie je znázornený zvárací výkon hliníkovej zliatiny radu 6XXX pri troch podmienkach tvarovania lúča, kmitania lúča a tvarovania a kmitania lúča.
Obrázok 4 Efekt mikroskopického lúča tvarovania zváracej časti
Obrázok 5 mikroskopický efekt prierezu zvárania výkyvom lúča
Obrázok 6 Vplyv mikroskopického tvarovania lúča a prierez zvárania výkyvom lúča
