Civan et TU Wien collaborent sur la simulation de soudage laser à faisceau dynamique

Des experts en laser de l'Université technique de Vienne (TU Wien) à Vienne ont collaboré avec Civan Lasers, basé à Jérusalem, pour simuler sa technologie laser à faisceau dynamique perturbatrice. En tant que premier et unique logiciel de simulation multiphysique capable de modéliser les fréquences de niveau mégahertz des lasers à faisceau dynamique (DBL) de Civan, le travail améliore la compréhension de la façon dont ces lasers de mise en forme de faisceau influencent le contrôle de la dynamique des trous de serrure et des bains de fonte.

« La capacité de mise en forme du faisceau du laser de Civan ouvre de nouvelles possibilités pour augmenter la qualité et la vitesse de soudage dans de nombreuses applications difficiles d'aujourd'hui », a déclaré Andreas Otto, professeur à l'Institut d'ingénierie de production et de technologies photoniques, TU Wien. "C'est un développement vraiment important qui façonnera l'avenir de la technologie de traitement des matériaux au laser et ouvrira même le développement d'applications entièrement nouvelles."

Fournissant un aperçu unique de l'effet de chaque forme et fréquence de faisceau sur la dynamique du trou de serrure et du bain de fusion, cet outil de simulation jouera un rôle essentiel dans le développement de processus, aidant à optimiser la forme et la fréquence du faisceau pour une variété d'applications de traitement de matériaux par laser. Les simulations actuelles se sont concentrées sur le soudage bout à bout de tuyaux en acier inoxydable avec un espace. La collaboration future ciblera d'autres applications de soudage, de perçage et de traitement de surface impliquant une variété de matériaux.

Le soudage d'un tuyau en acier inoxydable dans une configuration de joint bout à bout était particulièrement difficile. La précision finie des fronts de tuyaux coupés et les limitations du système de serrage ont entraîné un petit écart (de quelques dizaines de microns à quelques centaines de microns). Ce processus de soudage, qui s'appuyait sur des sources laser statiques standard, n'utilisait pas de matériau de remplissage, et le résultat était un espace au niveau de la ligne de contact et des cordons de soudure de mauvaise qualité.

Pour trouver une solution, Civan a expérimenté son DBL, puis a collaboré avec TU Wien pour simuler le processus. Le résultat a été une meilleure compréhension des raisons pour lesquelles certaines formes fonctionnent mieux que d'autres. La simulation a également aidé à concevoir des formes de faisceau alternatives qui pourraient fonctionner pour ce problème et a conduit à l'élaboration de lignes directrices générales sur la façon de concevoir des formes de faisceau adaptées à de telles situations.

La combinaison de faisceaux cohérents brevetée de Civan module la forme du faisceau comme souhaité à des fréquences mégahertz, sans aucune pièce mobile. La combinaison de faisceaux optiques cohérents à réseau phasé fusionne de nombreux faisceaux laser monomodes en un faisceau plus large. Chaque laser émet sa propre lumière qui se chevauche avec d'autres faisceaux dans le champ lointain pour créer un motif de diffraction qui libère la flexibilité nécessaire pour manipuler la forme du faisceau en temps réel pour créer un DBL. En utilisant des modulateurs de phase pour contrôler les faisceaux individuels, le motif d'interférence résultant peut être modifié pour maximiser la position du spot du faisceau et produire divers motifs de forme inscrits par le mouvement du faisceau.