Per Beam Shaping si intende spesso l'utilizzo di lenti beam shaping, lenti, microlenti o fibre di forma diversa per ottenere un effetto omogeneizzante sul punto luminoso. Qui introduciamo un nuovo metodo: la tecnologia di saldatura BrightLine di TRUMP, che utilizza una fibra 2-in{1}} (Figura 1), composta da un'anima interna in fibra e un anello esterno in fibra. I due raggi sono sovrapposti per agire sulla zona di lavorazione.
Figura 1 La tecnologia in fibra 2-in{2}} di TRUNP
Nel processo di penetrazione profonda, il metallo nella minuscola posizione viene fuso e vaporizzato dal calore del laser, producendo vapore ad alta pressione sul fondo del minuscolo foro. Il vapore viene espulso dal fondo con conseguente perdita di materiale, detta anche schizzi. L'intero processo è simile all'acqua bollente a casa che genera continuamente bolle. Quando si utilizza un raggio modellante 2-in{2}}, la fibra dell'anello esterno fornisce un'area più ampia di "tampone" attorno alla microapertura, consentendo la fuoriuscita del vapore ad alta pressione. Il raggio dell'anello esterno aiuta a creare un processo di saldatura più stabile con una fusione più profonda.
Allo stesso tempo, il raggio dell'anello esterno cambia la direzione del flusso del liquido metallico della piscina fusa (Figura 2). Il flusso accelerato di metallo fuso verso la superficie viene deviato lateralmente sotto l'influenza dell'impulso del raggio anulare. Pertanto, sotto l'effetto combinato delle due modifiche precedenti, è stato sperimentalmente dimostrato che la tecnica di modellatura della fibra interna ed esterna può ridurre gli schizzi del 90 percento.
Figura 2 Modifica del melt pool sotto l'azione di travi interne ed esterne
La traiettoria di oscillazione del raggio è mostrata nella figura seguente. Per alcuni processi di saldatura testa a testa, in cui ci sono spazi vuoti tra le parti e nessun materiale di riempimento e la saldatura laser convenzionale segue una linea retta lungo lo spazio, non è possibile saldare in modo efficace. Pertanto, viene introdotta l'oscillazione del raggio (oscillazione o oscillazione), in cui le linee rette e i movimenti su e giù sono sovrapposti per creare una spirale (Figura 3), aumentando l'area della vasca fusa dove il liquido metallico riempie lo spazio per la saldatura. L'utilizzo dell'oscillazione del fascio ha l'ulteriore vantaggio di compensare gli errori dimensionali del pezzo, riducendo la porosità e aumentando l'estetica della saldatura e la stabilità del processo di saldatura.
Figura 3 Traiettoria sovrapposta di movimento rettilineo e oscillazione su e giù
L'uso di una combinazione di sagomatura del raggio e oscillazione del raggio può migliorare notevolmente la stabilità del processo di saldatura a fusione profonda, la saldabilità delle leghe di alluminio e degli acciai ad alta resistenza ed evitare efficacemente la microfessurazione. Tuttavia, per alcuni materiali esistono ancora microcracking casuale. Le figure 4-6 seguenti mostrano le prestazioni di saldatura della lega di alluminio della serie 6XXX in tre condizioni di sagomatura del raggio, oscillazione del raggio e sagomatura e oscillazione del raggio.
Figura 4 L'effetto della sezione di saldatura di sagomatura del raggio microscopico
Figura 5 l'effetto microscopico della sezione trasversale della saldatura oscillante del fascio
Figura 6 L'effetto della sagomatura del raggio microscopico e della sezione trasversale della saldatura oscillante del raggio
