منظور ما از Beam Shaping، استفاده از عدسیهای شکلدهنده پرتو، لنزها، میکرولنزها یا الیاف شکلهای مختلف برای دستیابی به یک اثر همگن کننده در نقطه نوری است. در اینجا روش جدیدی را معرفی می کنیم: فناوری جوشکاری BrightLine از TRUMP، با استفاده از یک فیبر 2-in-1 (شکل 1)، که از یک هسته فیبر داخلی و یک حلقه فیبر بیرونی تشکیل شده است. دو پرتو روی هم قرار می گیرند تا در ناحیه پردازش عمل کنند.
شکل 1 فناوری فیبر 2-در{2}} TRUNP
در فرآیند نفوذ عمیق، فلز در محل کوچک ذوب شده و توسط گرمای لیزر تبخیر میشود و بخار با فشار بالا در پایین سوراخ کوچک تولید میکند. بخار از پایین خارج می شود و منجر به از دست دادن مواد می شود که به آن پاشش نیز می گویند. کل فرآیند شبیه به جوشاندن آب در خانه است که به طور مداوم حباب تولید می کند. هنگام استفاده از یک پرتو شکل دهی 2-در{2}}، فیبر حلقه بیرونی ناحیه بزرگتری از "بافر" در اطراف ریز دیافراگم فراهم میکند و به بخار پرفشار اجازه خروج میدهد. پرتو حلقه بیرونی به ایجاد فرآیند جوشکاری پایدارتر با ذوب عمیق تر کمک می کند.
در همان زمان، پرتو حلقه بیرونی جهت جریان مایع فلزی حوض مذاب را تغییر می دهد (شکل 2). جریان تسریع شده فلز مذاب به سمت سطح تحت تأثیر پالس پرتو حلقه ای به طرفین منحرف می شود. بنابراین، تحت تأثیر ترکیبی دو تغییر فوق، به طور تجربی ثابت شده است که تکنیک شکل دهی الیاف داخلی و خارجی می تواند پاشش را تا 90 درصد کاهش دهد.
شکل 2 تغییر حوضچه مذاب تحت تأثیر پرتوهای داخلی و خارجی
مسیر نوسان پرتو در شکل زیر نشان داده شده است. برای برخی از فرآیندهای جوش لب به لب و لبهای، که در آن شکافهایی بین قطعات وجود دارد و مواد پرکننده وجود ندارد، و جوشکاری لیزری معمولی از یک خط مستقیم در امتداد شکاف پیروی میکند، امکان جوشکاری موثر وجود ندارد. بنابراین، نوسان پرتو (نوسان یا لرزش) وارد میشود، که در آن خطوط مستقیم و حرکات بالا و پایین برای ایجاد یک مارپیچ روی هم قرار میگیرند (شکل 3) و باعث افزایش ناحیه حوض مذاب میشود که در آن مایع فلزی شکاف جوشکاری را پر میکند. استفاده از نوسان پرتو مزیت اضافی جبران خطاهای ابعادی قطعه، کاهش تخلخل و افزایش زیبایی جوش و پایداری فرآیند جوشکاری را دارد.
شکل 3 حرکت خط مستقیم و نوسان بالا و پایین مسیر سوار شده
استفاده از ترکیبی از شکل دهی تیر و نوسان تیر می تواند تا حد زیادی پایداری فرآیند جوشکاری فیوژن عمیق، جوش پذیری آلیاژهای آلومینیوم و فولادهای با استحکام بالا را بهبود بخشد و به طور موثر از ریزترک جلوگیری کند. با این حال، برای برخی از مواد، میکرو ترک تصادفی هنوز وجود دارد. شکل های 4-6 زیر عملکرد جوشکاری آلیاژ آلومینیوم سری 6XXX را در سه حالت شکل دهی تیر، نوسان تیر و شکل دهی و نوسان تیر نشان می دهد.
شکل 4 اثر بخش جوشکاری شکل دهی پرتو میکروسکوپی
شکل 5 اثر میکروسکوپی مقطع جوشکاری نوسانی تیر
شکل 6 تأثیر شکل دهی تیر میکروسکوپی و مقطع جوشکاری نوسانی تیر
