Bliższe spojrzenie na spawanie z oczkiem
Spawanie laserowe jest z powodzeniem stosowane do łączenia elementów stalowych. Wykorzystanie tej techniki do łączenia metali nieżelaznych, takich jak aluminium czy tytan, mających szczególne znaczenie dla obniżenia wagi pojazdów, wiąże się z problemami dotyczącymi porowatości spoin. Duży stopień porowatości przy głębokiej penetracji powoduje osłabienie połączeń. Wykorzystanie nowoczesnych laserów o wysokiej jasności, lepszej jakości wiązki, większej elastyczności i niższej cenie jest obiecującym rozwiązaniem, jednak brakuje danych na temat tego rodzaju technologii. Aby stworzyć solidne fundamenty pod rozwój tej techniki, uczestnicy finansowanego przez UE projektu "Prediction and control of porosity in laser welding of non-ferrous metals" (PCPLAS) przygotowują charakterystykę interakcji między materiałami a promieniem lasera. Badacze łączą modelowanie i prace doświadczalne, przy czym te ostatnie dostarczają kluczowych informacji na temat rzeczywistego zachowania, wykorzystywanych w modelach i służących do testowania algorytmów. Poczyniono istotne postępy w zakresie budowy złożonego modelu tworzenia się oczek, które ma kluczowe znaczenie dla porowatości. Oczko musi wystarczająco duże, by pozwalać na penetrację spawanego materiału, ale nie tak duże, by wyciekał on ze spoiny. Obrazowanie wideo o dużej prędkości umożliwiło monitorowanie rzeczywistych cech i przepływów towarzyszących powstawaniu oczek i jeziorka spawalniczego. Próby doświadczalne wykazały, że porowatość wybranego stopu aluminium i tytanu zmniejsza się wraz ze wzrostem mocy lasera lub spadkiem prędkości spawania. Badacze sugerują, że w warunkach niskiej mocy pomocne mogłoby się okazać zastosowanie metod mających na celu zmniejszenie średnicy oczka, na przykład użycie silniej skupionej wiązki lasera. Te lekkie stopy mogą pozwolić na znaczące zmniejszenie zużycia paliwa i emisji w sektorze lotniczym i motoryzacyjnym, jednak ich zastosowanie było dotąd utrudnione ze względu na porowatość spoin. Dzięki omawianym eksperymentom i modelom, ich wykorzystanie może stać się już wkrótce możliwe z pożytkiem dla sektora transportu i środowiska naturalnego.
