빔 쉐이핑이란 종종 빔 쉐이핑 렌즈, 렌즈, 마이크로렌즈 또는 다른 모양의 섬유를 사용하여 광점에 균일한 효과를 내는 것을 의미합니다. 여기에서는 내부 섬유 코어와 외부 섬유 링으로 구성된 2-in{1}} 섬유를 사용하는 TRUMP의 BrightLine 용접 기술(그림 1)이라는 새로운 방법을 소개합니다. 두 개의 빔이 중첩되어 처리 영역에 작용합니다.
그림 1 TRUP의 2-in{2}} 광섬유 기술
Deep Penetration Process에서는 레이저 열에 의해 미세한 위치의 금속이 녹고 기화되어 미세한 구멍 바닥에 고압 증기가 생성됩니다. 증기가 바닥에서 분출되어 스패터라고도 하는 재료 손실이 발생합니다. 이 모든 과정은 계속해서 거품이 발생하는 집에서 물을 끓이는 것과 비슷합니다. 2-in-1 성형 빔을 사용할 때 외부 링 파이버는 미세 구멍 주위에 더 넓은 영역의 "완충제"를 제공하여 고압 증기가 빠져나갈 수 있도록 합니다. 외부 링 빔은 더 깊은 용융으로 보다 안정적인 용접 프로세스를 생성하는 데 도움이 됩니다.
동시에 외부 링 빔은 용융 풀 금속 액체의 흐름 방향을 변경합니다(그림 2). 표면을 향한 용융 금속의 가속된 흐름은 링 빔 펄스의 영향으로 측면으로 편향됩니다. 따라서 위의 두 가지 변화의 결합된 효과 하에서 내부 및 외부 섬유 성형 기술이 스패터를 90% 감소시킬 수 있음이 실험적으로 입증되었습니다.
그림 2 내부 및 외부 빔의 작용에 따른 용융 풀의 변화
빔의 진동 궤적은 아래 그림과 같습니다. 부품 사이에 간격이 있고 충전재가 없는 일부 맞대기 및 랩 용접 공정의 경우 기존 레이저 용접이 간격을 따라 직선을 따라가면 효과적으로 용접할 수 없습니다. 따라서 직선과 위아래 움직임이 중첩되어 나선형(그림 3)을 생성하는 빔 진동(진동 또는 워블)이 발생하여 금속 액체가 용접 간격을 채우는 용융 풀 영역이 증가합니다. 빔 진동을 사용하면 부품의 치수 오류를 보정하고 다공성을 줄이고 용접의 미학과 용접 프로세스의 안정성을 높이는 추가 이점이 있습니다.
그림 3 직선 운동과 상하 진동 중첩 궤적
빔 형성과 빔 진동의 조합을 사용하면 심융합 용접 공정의 안정성, 알루미늄 합금 및 고강도 강의 용접성을 크게 향상시키고 미세 균열을 효율적으로 피할 수 있습니다. 그러나 일부 재료의 경우 무작위 미세 균열이 여전히 존재합니다. 아래 그림 4-6은 빔 성형, 빔 진동, 빔 성형 및 진동의 세 가지 조건에서 6XXX 시리즈 알루미늄 합금의 용접 성능을 보여줍니다.
그림 4 미세한 빔 성형 용접부의 효과
그림 5 빔 스윙 용접 단면의 미세한 효과
그림 6 미세한 빔 성형 및 빔 스윙 용접 단면의 효과
