Por Beam Shaping, a menudo nos referimos al uso de lentes, lentes, microlentes o fibras de diferentes formas que dan forma al haz para lograr un efecto de homogeneización en el punto de luz. Aquí presentamos un nuevo método: la tecnología de soldadura BrightLine de TRUMP, que utiliza una fibra 2-in-1 (Figura 1), que se compone de un núcleo de fibra interior y un anillo de fibra exterior. Los dos haces se superponen para actuar sobre la zona de proceso.
Figura 1 Tecnología de fibra 2-in-1 de TRUNP
En el Proceso de Penetración Profunda, el metal en el lugar diminuto es derretido y vaporizado por el calor del láser, produciendo vapor a alta presión en el fondo del diminuto agujero. El vapor se expulsa desde el fondo, lo que provoca una pérdida de material, también llamada salpicadura. Todo el proceso es similar al agua hirviendo en casa que genera burbujas continuamente. Cuando se utiliza un haz de conformación de 2-in-1, la fibra del anillo exterior proporciona un área más grande de "amortiguación" alrededor de la microapertura, lo que permite que escape el vapor a alta presión. La viga del anillo exterior ayuda a crear un proceso de soldadura más estable con una fusión más profunda.
Al mismo tiempo, la viga del anillo exterior cambia la dirección del flujo del líquido de metal fundido (Figura 2). El flujo acelerado de metal fundido hacia la superficie se desvía hacia un lado bajo la influencia del pulso del haz anular. Por lo tanto, bajo el efecto combinado de los dos cambios anteriores, se ha demostrado experimentalmente que la técnica de formación de fibras internas y externas puede reducir las salpicaduras en un 90 por ciento.
Figura 2 Cambio de baño de fusión bajo la acción de haces internos y externos
La trayectoria de oscilación del haz se muestra en la siguiente figura. Para algunos procesos de soldadura a tope y solapada, donde hay espacios entre las piezas y no hay material de relleno, y la soldadura láser convencional sigue una línea recta a lo largo del espacio, no es posible soldar de manera efectiva. Por lo tanto, se introduce la oscilación del haz (Oscilación o Bamboleo), donde las líneas rectas y los movimientos hacia arriba y hacia abajo se superponen para crear una espiral (Figura 3), lo que aumenta el área del baño fundido donde el metal líquido llena el espacio para la soldadura. El uso de la oscilación del haz tiene el beneficio adicional de compensar los errores dimensionales en la pieza, reducir la porosidad y aumentar la estética de la soldadura y la estabilidad del proceso de soldadura.
Figura 3 Movimiento rectilíneo y trayectoria superpuesta de oscilación hacia arriba y hacia abajo
El uso de una combinación de conformación de haz y oscilación de haz puede mejorar en gran medida la estabilidad del proceso de soldadura por fusión profunda, la soldabilidad de aleaciones de aluminio y aceros de alta resistencia, y evitar de manera eficiente las microfisuras. Sin embargo, para algunos materiales, todavía existen microfisuras aleatorias. Las figuras 4-6 a continuación muestran el rendimiento de soldadura de la aleación de aluminio de la serie 6XXX en tres condiciones de conformación del haz, oscilación del haz y conformación y oscilación del haz.
Figura 4 El efecto de la sección de soldadura de formación de haz microscópico
Figura 5 el efecto microscópico de la sección transversal de soldadura oscilante del haz
Figura 6 El efecto de la formación microscópica del haz y la sección transversal de la soldadura oscilante del haz
