Технологии для улучшения качества лазерной сварки
В данной статье представлен обзор на технологию сварки Brightline, в которой используется оптическое волокно 2 в 1, состоящее из волокна с сердцевиной и волокна с наружным кольцом. Благодаря таким особенностям структуры два луча лазера накладываются на друг друга в области обработки.
Рис 1. Схема технологии сварки Brightline
Оптоволоконная технология 2 в 1
В процессе сварки с глубоким проплавлением металл поглощает тепло лазера, плавится и испаряется, образуя пар c высоким давлением на дне микроотверстия. Пар выбрасывается снизу, вызывая потерю материала. Весь процесс похож на процесс кипячения воды в домашних условиях. В случае использования новой технологии излучение от внешнего кольца волокна создает большой «буфер» вокруг места обработки, позволяя выходить пару под высоким давлением. Внешний луч помогает достичь более стабильного процесса сварки с глубоким проплавлением.
Более того, внешний кольцевой пучок меняет направление потока расплавленного металла: он отклоняется в сторону под действием импульса внешнего пучка.
Таким образом, применение технологии сварки Brightline уменьшает потерю материала на ~90%.
Рис 2. Изменение ванны расплава под действием внутреннего и внешнего световых пучков
Режим “Wobble”
Для некоторых процессов стыковой сварки и сварки внахлест из-за зазора между деталями и отсутствия заполняющего материала, лазерная сварка вдоль линии зазора может быть неэффективна. В таких случаях используется режим Wobble.
Режим Wobble (колебание луча) - наложение прямолинейного движения вверх и вниз перпендикулярно сварному шву. Таким образом, луч при сварке идет по спирали, увеличивая площадь расплавленной ванны. Это позволяет заполнить зазор для осуществления сварки.
Еще одним преимуществом использования данного режима является то, что он может компенсировать погрешность размеров деталей, уменьшить пористость, повысить эстетические характеристики сварного шва и стабильность процесса сварки.
Рис. 3. Схема движения луча при режиме Wobble
Применение технологии Brightline в сочетании с режимом Wobble помогает значительно повысить стабильность процесса сварки с глубоким проплавлением, улучшить свариваемость сплавов алюминия и высокопрочной стали, а также избежать микротрещин. На рисунках ниже показано влияние сварки алюминиевого сплава серии 6xxx в трех условиях: формирование луча, колебание луча, а также формирование и колебание луча.
Рис.4. Пример сварных швов с технологией Brightline и режимом Wobble соцсети