Met Beam Shaping bedoelen we vaak het gebruik van bundelvormende lenzen, lenzen, microlenzen of verschillend gevormde vezels om een homogeniserend effect op de lichtvlek te bereiken. Hier introduceren we een nieuwe methode: BrightLine-lastechnologie van TRUMP, waarbij gebruik wordt gemaakt van een 2-in-1-vezel (Figuur 1), die is samengesteld uit een binnenste vezelkern en een buitenste vezelring. De twee bundels zijn over elkaar heen geplaatst om op het verwerkingsgebied in te werken.
Afbeelding 1 TRUNP's 2-in-1 glasvezeltechnologie
In het diepe penetratieproces wordt het metaal in de kleine locatie gesmolten en verdampt door de laserwarmte, waardoor stoom onder hoge druk op de bodem van het kleine gaatje wordt geproduceerd. De stoom wordt via de bodem naar buiten gespoten, wat resulteert in materiaalverlies, ook wel spatten genoemd. Het hele proces is vergelijkbaar met kokend water thuis dat continu bellen genereert. Bij gebruik van een 2-in-1 vormende bundel, zorgt de buitenste ringvezel voor een groter gebied van "buffer" rond de micro-opening, waardoor de hogedrukdamp kan ontsnappen. De buitenste ringbalk helpt bij het creëren van een stabieler lasproces met een dieper smelten.
Tegelijkertijd verandert de buitenste ringstraal de stroomrichting van de gesmolten poolmetaalvloeistof (Figuur 2). De versnelde stroom gesmolten metaal naar het oppervlak wordt onder invloed van de ringbundelpuls naar de zijkant afgebogen. Daarom is het, onder het gecombineerde effect van de bovenstaande twee veranderingen, experimenteel bewezen dat de techniek voor het vormen van de binnenste en buitenste vezels de spatten met 90 procent kan verminderen.
Figuur 2 Verandering van smeltbad onder invloed van interne en externe balken
Het oscillatietraject van de bundel wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding. Voor sommige stompe lasprocessen, waarbij er openingen zijn tussen onderdelen en geen toevoegmateriaal, en conventioneel laserlassen een rechte lijn langs de opening volgt, is het niet mogelijk om effectief te lassen. Daarom wordt straaloscillatie (oscillatie of wobble) ingebracht, waarbij rechte lijnen en op- en neergaande bewegingen over elkaar heen worden gelegd om een spiraal te creëren (Figuur 3), waardoor het gesmolten zwembadgebied toeneemt waar de metaalvloeistof de opening voor het lassen opvult. Het gebruik van bundeloscillatie heeft als bijkomend voordeel dat het maatfouten in het onderdeel compenseert, de porositeit vermindert en de esthetiek van de las en de stabiliteit van het lasproces verbetert.
Figuur 3 Rechte lijn beweging en op en neer oscillatie gesuperponeerd traject
Het gebruik van een combinatie van straalvorming en straaloscillatie kan de stabiliteit van het diepsmeltlasproces, de lasbaarheid van aluminiumlegeringen en hoogwaardig staal aanzienlijk verbeteren en microscheuren efficiënt voorkomen. Voor sommige materialen bestaat echter nog steeds willekeurige microscheurtjes. De onderstaande figuren 4-6 tonen de lasprestaties van een aluminiumlegering uit de 6XXX-serie onder drie condities: bundelvorming, bundeloscillatie en bundelvorming en -oscillatie.
Figuur 4 Het effect van een microscopische bundelvormende lassectie
Figuur 5 het microscopische effect van de dwarsdoorsnede van het lassen van de balkzwaai
Figuur 6 Het effect van microscopische straalvorming en dwarsdoorsnede van straalzwaailassen
