Civan e TU Wien colaboram na simulação dinâmica de soldagem a laser de feixe

Especialistas em laser da Technical University Wien (TU Wien) em Viena colaboraram com a Civan Lasers, com sede em Jerusalém, para simular sua tecnologia disruptiva de laser de feixe dinâmico. Como o primeiro e único software de simulação multifísica capaz de modelar as frequências em nível de megahertz dos lasers de feixe dinâmico (DBLs) da Civan, o trabalho melhora a compreensão de como esses lasers de modelagem de feixe influenciam o controle da dinâmica do buraco da fechadura e do pool de fusão.

"A capacidade de modelagem de feixe do laser Civan abre novas possibilidades para aumentar a qualidade e a velocidade da soldagem em muitas das aplicações desafiadoras de hoje", disse Andreas Otto, professor do Instituto de Engenharia de Produção e Tecnologias Fotônicas, TU Wien. "É um desenvolvimento realmente significativo que moldará o futuro da tecnologia de processamento de materiais a laser e até abrirá o desenvolvimento de aplicações inteiramente novas."

Fornecendo uma visão única sobre o efeito de cada formato e frequência do feixe na dinâmica do buraco da fechadura e do banho de fusão, esta ferramenta de simulação desempenhará um papel crítico no desenvolvimento do processo, ajudando a otimizar o formato e a frequência do feixe para uma variedade de aplicações de processamento de materiais a laser. As simulações atuais se concentraram na soldagem de topo de tubo de aço inoxidável com folga. A colaboração futura terá como alvo outras aplicações de soldagem, perfuração e tratamento de superfície envolvendo uma variedade de materiais.

A soldagem de um tubo de aço inoxidável em uma configuração de junta de topo foi particularmente desafiadora. A precisão finita nas frentes dos tubos cortados mais as limitações do sistema de fixação resultaram em uma pequena folga (de dezenas de mícrons a algumas centenas de mícrons). Esse processo de soldagem, que dependia de fontes de laser estáticas padrão, não usava material de enchimento e o resultado era uma lacuna na linha de contato e cordões de solda de baixa qualidade.

Para encontrar uma solução, a Civan experimentou seu DBL e depois colaborou com a TU Wien para simular o processo. O resultado foi uma melhor compreensão de por que certas formas funcionam melhor do que outras. A simulação também ajudou no projeto de formas de vigas alternativas que podem funcionar para este problema e levou ao desenvolvimento de diretrizes gerais sobre como projetar formas de vigas adequadas para tais situações.

A combinação de feixe coerente patenteada da Civan modula a forma do feixe conforme desejado em frequências de megahertz, sem partes móveis. A combinação óptica de feixe coerente de Phased Array mescla muitos feixes de laser de modo único em um feixe maior. Cada laser emite sua própria luz que se sobrepõe a outros feixes no campo distante para criar um padrão de difração que desbloqueia a flexibilidade necessária para manipular a forma do feixe em tempo real para criar um DBL. Usando moduladores de fase para controlar feixes individuais, o padrão de interferência resultante pode ser alterado para maximizar a posição do ponto do feixe e produzir vários padrões de forma inscritos pelo movimento do feixe.