Ez a tanulmány szisztematikusan hasonlította össze a hagyományos LW, OLW és RMOLW alkalmazását TC4 titánötvözet lemezeken. A kutatás különféle jellemzési módszereket alkalmazott, beleértve a nagy sebességű kamerás képalkotást, az optikai mikroszkópiát (OM), a pásztázó elektronmikroszkópiát (SEM), az elektronvisszaszórás-diffrakciót (EBSD) és a szakítószilárdság-tesztet. Az eredmények azt mutatják, hogy az RMOLW eljárás jelentősen javítja a varrat felületképzési minőségét, nemcsak az alámetszett hibákat küszöböli ki, hanem jelentősen csökkenti a fröcskölést is. A gyűrű alakú gerenda mechanikailag kiterjeszti a kulcslyuk nyílásának területét (akár 0,76 mm²-ig), a sugároszcilláció által generált stabil örvények pedig hatékonyan megakadályozzák a kulcslyuk bezáródását az olvadt fém összenyomása miatt, ezáltal elvágják a fröcskölés forrását. Ami a mikroszerkezetet illeti, ez a folyamat csökkenti az olvadt medence hőmérsékleti gradiensét és hűtési sebességét, elősegítve a finom kosár-szövés morfológiájának kialakulását a hegesztési varrat központjában, és növelve a nagy-szögű szemcsehatárok (HAGB) arányát. Végső soron az RMOLW hegesztett kötések nagy szakítószilárdságot tartanak fenn (körülbelül 1148,8 MPa), miközben a nyúlás 35,2%-kal nő a hagyományos lézeres hegesztéshez képest, így a szilárdság és a hajlékonyság jó egyezést ér el.
Az 1. ábra az RMOLW kísérleti beállítását mutatja. A mag speciális gyűrű alakú optikai szálak felhasználásában rejlik, így egy központi szálmagból (100 µm) és egy külső gyűrűs szálmagból (300 µm) álló összetett nyaláb jön létre. A sugárnak nemcsak gyűrűs energiaeloszlása van, hanem egy galvanométer rendszeren keresztül körkörös (spirális) lengési pályát is végrehajt. Ennek a kialakításnak az a célja, hogy egyszerre használja ki a gyűrű alakú gerenda "lyuk-tágító" hatását és a rezgés "keverő" hatását.
1. ábra: A gyűrűs-módusú oszcilláló lézerhegesztő berendezés sematikus diagramja: (a) integrált kísérleti berendezés (b) szálkeresztmetszet-, magátmérő és fókuszpont mérete (c) a lézersugár tényleges pályája.
A 2. ábra azt mutatja, hogy az LW felület széle hullámos, nagy mennyiségű fröcskölés kíséretében, keresztmetszete X alakú, és a maximális alámetszési mélység. Az RMOLW hegesztési él egyenes és sima, szinte nincs fröcskölés, széles „V”-alakú keresztmetszet-, nagyon alacsony alámetszési mélység és sima átmenet. Ez azt jelzi, hogy az RMOLW energiaeloszlása egyenletesebb, hatékonyan javítva a varratképzés minőségét.
2. ábra: A kötések makroszkópos morfológiája és keresztmetszeti
3. ábra Az olvadt medence áramlása és a kulcslyuk nyitási viselkedése különböző folyamatkörülmények között: (a) fröcskölés képződése lézerhegesztés során (b) oszcilláló lézerhegesztés eredménye egy cikluson belül (c) oszcilláló lézerhegesztés eredménye gyűrű alakú pontmintázattal egy cikluson belül. A 4. ábra azt mutatja, hogy az LW élesen csúcsos Gauss-féle energiaeloszlású, rendkívül nagy energiával a középpontban (407,2 J/mm²), ami keskeny és mély olvadékmedencét eredményez. Az RMOLW „lapos-top” egyenletes energiaeloszlást mutat (maximum csak 107,6 J/mm²), az energiaeloszlás egyenletessége pedig 2,2-szeresére nő. Ez az egyenletes melegítés csökkenti az alámetszés mértékét, és a hegesztési varrat keresztmetszetét{11}}szélesebbé és simábbá teszi.
A vizsgálat az LW, OLW és RMOLW folyamatok összehasonlító elemzésén keresztül a következő fő következtetésekre jutott: 1. Az RMOLW megakadályozza a kulcslyuk összeomlását azáltal, hogy a kulcslyuk nyílási területét 0,76 mm²-re növeli, és stabil örvényt hoz létre, ami 88,6%-kal csökkenti a hegesztés során keletkező fröcskölést a hagyományos lézerhegesztéshez képest {amOL4} 20-szoros egyenletes eloszlás, kiküszöböli a helyi túlmelegedést, 56,3%-kal csökkenti a hegesztési alámetszés mélységét és sima V-alakú keresztmetszetet- képez kosár-szövi a struktúrákat és a lamellás alfa fázist, és csökkenti a szemcseorientáció koncentrációját. 4. Az alámetszett hibák elnyomásának és a mikrostruktúra erősödésének (nagyobb-szögű szemcsehatárok) köszönhetően az RMOLW kötések nyúlása a 35%-os lézeres hegesztési szilárdsághoz képest megnő. összehasonlítható az alapanyaggal.
