หัวข้อพิเศษเกี่ยวกับเทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์สมัยใหม่ – การเชื่อมด้วยเลเซอร์ลำแสงคู่

มีการเสนอวิธีการเชื่อมแบบลำแสงคู่ โดยมีจุดประสงค์หลักเพื่อแก้ปัญหาเรื่องความสามารถในการปรับตัวของการเชื่อมด้วยเลเซอร์การเชื่อมด้วยเลเซอร์ลำแสงคู่ช่วยเพิ่มความแม่นยำในการประกอบ ปรับปรุงเสถียรภาพของกระบวนการเชื่อม และปรับปรุงคุณภาพของรอยเชื่อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมแผ่นบางและการเชื่อมโลหะผสมอลูมิเนียม การเชื่อมด้วยเลเซอร์ลำแสงคู่สามารถใช้วิธีทางแสงในการแยกเลเซอร์เดียวกันออกเป็นสองลำแสงแยกกันสำหรับการเชื่อม นอกจากนี้ยังสามารถใช้เลเซอร์สองประเภทที่แตกต่างกันมารวมกันได้ เช่น เลเซอร์ CO2 เลเซอร์ Nd:YAG และเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูง โดยการเปลี่ยนพลังงานของลำแสง ระยะห่างของลำแสง และแม้แต่รูปแบบการกระจายพลังงานของลำแสงทั้งสอง สามารถปรับสนามอุณหภูมิการเชื่อมได้อย่างสะดวกและยืดหยุ่น เปลี่ยนรูปแบบการเกิดรูและรูปแบบการไหลของโลหะเหลวในบ่อหลอม ทำให้ได้โซลูชันที่ดีกว่าสำหรับกระบวนการเชื่อม ข้อดีของการเชื่อมด้วยเลเซอร์ลำแสงคู่เหนือกว่าการเชื่อมด้วยเลเซอร์ลำแสงเดี่ยวอย่างเห็นได้ชัด ไม่เพียงแต่มีข้อดีของการทะลุทะลวงของเลเซอร์ที่กว้าง ความเร็วที่รวดเร็ว และความแม่นยำสูง แต่ยังมีความสามารถในการปรับตัวได้ดีกับวัสดุและรอยต่อที่ยากต่อการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบดั้งเดิม

หลักการของการเชื่อมด้วยเลเซอร์ลำแสงคู่

การเชื่อมด้วยลำแสงคู่ หมายถึงการใช้ลำแสงเลเซอร์สองลำพร้อมกันในระหว่างกระบวนการเชื่อม การจัดเรียงลำแสง ระยะห่างระหว่างลำแสง มุมระหว่างลำแสงทั้งสอง ตำแหน่งการโฟกัส และอัตราส่วนพลังงานของลำแสงทั้งสอง ล้วนเป็นการตั้งค่าที่สำคัญในการเชื่อมด้วยเลเซอร์ลำแสงคู่ โดยปกติแล้ว ในระหว่างกระบวนการเชื่อม มักจะมีวิธีการจัดเรียงลำแสงคู่สองวิธี วิธีแรกคือการจัดเรียงแบบอนุกรมตามทิศทางการเชื่อม ซึ่งการจัดเรียงแบบนี้จะช่วยลดอัตราการเย็นตัวของบ่อหลอม ลดแนวโน้มการแข็งตัวของรอยเชื่อม และการเกิดรูพรุน ส่วนอีกวิธีหนึ่งคือการจัดเรียงแบบเคียงข้างกันหรือไขว้กันทั้งสองด้านของรอยเชื่อม เพื่อปรับปรุงความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับช่องว่างของรอยเชื่อม

หลักการเชื่อมด้วยเลเซอร์ลำแสงคู่

การเชื่อมด้วยลำแสงคู่ หมายถึงการใช้ลำแสงเลเซอร์สองลำพร้อมกันในระหว่างกระบวนการเชื่อม การจัดเรียงลำแสง ระยะห่างระหว่างลำแสง มุมระหว่างลำแสงทั้งสอง ตำแหน่งการโฟกัส และอัตราส่วนพลังงานของลำแสงทั้งสอง ล้วนเป็นการตั้งค่าที่สำคัญในการเชื่อมด้วยเลเซอร์ลำแสงคู่ โดยปกติแล้ว ในระหว่างกระบวนการเชื่อม มักจะมีวิธีการจัดเรียงลำแสงคู่สองวิธี วิธีแรกคือการจัดเรียงแบบอนุกรมตามทิศทางการเชื่อม ซึ่งการจัดเรียงแบบนี้จะช่วยลดอัตราการเย็นตัวของบ่อหลอม ลดแนวโน้มการแข็งตัวของรอยเชื่อม และการเกิดรูพรุน ส่วนอีกวิธีหนึ่งคือการจัดเรียงแบบเคียงข้างกันหรือไขว้กันทั้งสองด้านของรอยเชื่อม เพื่อปรับปรุงความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับช่องว่างของรอยเชื่อม

สำหรับระบบเชื่อมเลเซอร์แบบลำแสงคู่ที่จัดเรียงแบบอนุกรม จะมีกลไกการเชื่อมที่แตกต่างกันสามแบบ ขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างลำแสงด้านหน้าและด้านหลัง ดังแสดงในรูปด้านล่าง

1. ในกลไกการเชื่อมแบบแรก ระยะห่างระหว่างลำแสงทั้งสองค่อนข้างมาก ลำแสงหนึ่งมีพลังงานความหนาแน่นสูงกว่าและถูกโฟกัสไปที่พื้นผิวของชิ้นงานเพื่อสร้างรูเชื่อม ส่วนอีกลำแสงหนึ่งมีพลังงานความหนาแน่นต่ำกว่า ใช้เป็นเพียงแหล่งความร้อนสำหรับการอบชุบก่อนหรือหลังการเชื่อมเท่านั้น การใช้กลไกการเชื่อมแบบนี้สามารถควบคุมอัตราการเย็นตัวของบ่อหลอมโลหะให้อยู่ในช่วงที่กำหนด ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการเชื่อมวัสดุบางชนิดที่มีความไวต่อการแตกร้าวสูง เช่น เหล็กกล้าคาร์บอนสูง เหล็กกล้าผสม เป็นต้น และยังช่วยเพิ่มความเหนียวของรอยเชื่อมได้อีกด้วย

2. ในกลไกการเชื่อมแบบที่สอง ระยะโฟกัสระหว่างลำแสงทั้งสองค่อนข้างเล็ก ลำแสงทั้งสองจะสร้างรูเชื่อมอิสระสองรูในบ่อหลอมโลหะ ซึ่งจะเปลี่ยนรูปแบบการไหลของโลหะเหลวและช่วยป้องกันการติดขัด สามารถขจัดข้อบกพร่องต่างๆ เช่น ขอบที่ไม่เรียบและการโป่งของแนวเชื่อม และปรับปรุงการขึ้นรูปของรอยเชื่อมได้

3. ในกลไกการเชื่อมแบบที่สาม ระยะห่างระหว่างลำแสงทั้งสองนั้นน้อยมาก ในขณะนี้ ลำแสงทั้งสองจะสร้างรูเล็กๆ เดียวกันในบ่อหลอมโลหะ เมื่อเปรียบเทียบกับการเชื่อมด้วยเลเซอร์ลำแสงเดี่ยว เนื่องจากขนาดของรูใหญ่ขึ้นและปิดได้ยาก กระบวนการเชื่อมจึงมีความเสถียรมากขึ้นและระบายก๊าซได้ง่ายขึ้น ซึ่งเป็นประโยชน์ในการลดรูพรุนและการกระเด็นของโลหะ และทำให้ได้รอยเชื่อมที่ต่อเนื่อง สม่ำเสมอ และสวยงาม

ในระหว่างกระบวนการเชื่อม ลำแสงเลเซอร์ทั้งสองสามารถทำมุมกันได้ในระดับหนึ่ง กลไกการเชื่อมจะคล้ายกับกลไกการเชื่อมแบบลำแสงคู่ขนาน ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่า การใช้เลเซอร์กำลังสูงสองตัวทำมุม 30° ต่อกันและระยะห่าง 1-2 มม. ลำแสงเลเซอร์สามารถสร้างรูเชื่อมรูปทรงกรวยได้ ขนาดของรูเชื่อมมีขนาดใหญ่และคงที่มากขึ้น ซึ่งสามารถปรับปรุงคุณภาพการเชื่อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในการใช้งานจริง การผสมผสานระหว่างลำแสงทั้งสองสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามเงื่อนไขการเชื่อมที่แตกต่างกัน เพื่อให้ได้กระบวนการเชื่อมที่แตกต่างกัน

6. วิธีการใช้งานการเชื่อมด้วยเลเซอร์ลำแสงคู่

การสร้างลำแสงคู่สามารถทำได้โดยการรวมลำแสงเลเซอร์สองลำที่แตกต่างกัน หรืออาจแบ่งลำแสงเลเซอร์หนึ่งลำออกเป็นสองลำแสงเลเซอร์สำหรับการเชื่อมโดยใช้ระบบสเปกโทรเมตรีเชิงแสง ในการแยกลำแสงออกเป็นสองลำแสงเลเซอร์ขนานที่มีกำลังต่างกัน สามารถใช้สเปกโทรสโคปหรือระบบเชิงแสงพิเศษบางอย่างได้ ภาพแสดงแผนภาพโครงร่างสองแบบของหลักการแบ่งแสงโดยใช้กระจกโฟกัสเป็นตัวแบ่งลำแสง

นอกจากนี้ ตัวสะท้อนแสงยังสามารถใช้เป็นตัวแยกแสงได้ โดยตัวสะท้อนแสงตัวสุดท้ายในเส้นทางแสงสามารถใช้เป็นตัวแยกแสงได้ ตัวสะท้อนแสงชนิดนี้เรียกว่าตัวสะท้อนแสงแบบหลังคา พื้นผิวสะท้อนแสงของมันไม่ใช่พื้นผิวเรียบ แต่ประกอบด้วยระนาบสองระนาบ เส้นตัดกันของพื้นผิวสะท้อนแสงทั้งสองอยู่ตรงกลางของพื้นผิวกระจก คล้ายกับสันหลังคา ดังแสดงในรูป ลำแสงขนานส่องไปยังสเปกโทรสโคป สะท้อนโดยระนาบสองระนาบในมุมที่ต่างกัน ทำให้เกิดลำแสงสองลำ และส่องไปยังตำแหน่งที่ต่างกันของกระจกโฟกัส หลังจากโฟกัสแล้ว จะได้ลำแสงสองลำที่ระยะห่างที่แน่นอนบนพื้นผิวของชิ้นงาน โดยการเปลี่ยนมุมระหว่างพื้นผิวสะท้อนแสงทั้งสองและตำแหน่งของหลังคา จะสามารถแยกแสงเป็นลำแสงที่มีระยะโฟกัสและการจัดเรียงที่แตกต่างกันได้

เมื่อใช้สองประเภทที่แตกต่างกันลำแสงเลเซอร์ในการสร้างลำแสงคู่ มีการผสมผสานหลายแบบ เลเซอร์ CO2 คุณภาพสูงที่มีการกระจายพลังงานแบบเกาส์เซียนสามารถใช้สำหรับงานเชื่อมหลัก และเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีการกระจายพลังงานแบบสี่เหลี่ยมผืนผ้าสามารถใช้ช่วยในการอบชุบความร้อนได้ การผสมผสานนี้ประหยัดกว่า ในขณะเดียวกันก็สามารถปรับกำลังของลำแสงทั้งสองได้อย่างอิสระ สำหรับรอยต่อรูปแบบต่างๆ สามารถปรับสนามอุณหภูมิได้โดยการปรับตำแหน่งการทับซ้อนของเลเซอร์และเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการควบคุมกระบวนการเชื่อม นอกจากนี้ ยังสามารถรวมเลเซอร์ YAG และเลเซอร์ CO2 เข้าด้วยกันเป็นลำแสงคู่สำหรับการเชื่อมได้ รวมถึงการรวมเลเซอร์แบบต่อเนื่องและเลเซอร์แบบพัลส์สำหรับการเชื่อม และการรวมลำแสงแบบโฟกัสและแบบไม่โฟกัสสำหรับการเชื่อมก็สามารถทำได้เช่นกัน

7. หลักการของการเชื่อมด้วยเลเซอร์ลำแสงคู่

3.1 การเชื่อมแผ่นเหล็กชุบสังกะสีด้วยเลเซอร์ลำแสงคู่

แผ่นเหล็กชุบสังกะสีเป็นวัสดุที่ใช้กันมากที่สุดในอุตสาหกรรมยานยนต์ จุดหลอมเหลวของเหล็กอยู่ที่ประมาณ 1500°C ในขณะที่จุดเดือดของสังกะสีอยู่ที่เพียง 906°C ดังนั้น เมื่อใช้วิธีการเชื่อมแบบหลอมละลาย มักจะเกิดไอสังกะสีจำนวนมาก ทำให้กระบวนการเชื่อมไม่เสถียร และเกิดรูพรุนในรอยเชื่อม สำหรับรอยต่อแบบซ้อนทับ การระเหยของชั้นสังกะสีไม่เพียงแต่เกิดขึ้นบนพื้นผิวบนและล่างเท่านั้น แต่ยังเกิดขึ้นที่พื้นผิวรอยต่อด้วย ในระหว่างกระบวนการเชื่อม ไอสังกะสีจะพุ่งออกมาจากพื้นผิวของบ่อหลอมอย่างรวดเร็วในบางพื้นที่ ในขณะที่บางพื้นที่ ไอสังกะสีจะหลุดออกจากบ่อหลอมได้ยาก บนพื้นผิวของบ่อหลอม คุณภาพการเชื่อมจึงไม่เสถียรมาก

การเชื่อมด้วยเลเซอร์ลำแสงคู่สามารถแก้ปัญหาคุณภาพการเชื่อมที่เกิดจากไอสังกะสีได้ วิธีหนึ่งคือการควบคุมระยะเวลาการคงอยู่และอัตราการเย็นตัวของบ่อหลอมโดยการจับคู่พลังงานของลำแสงทั้งสองอย่างเหมาะสมเพื่อช่วยให้ไอสังกะสีระเหยออกไปได้ อีกวิธีหนึ่งคือการระบายไอสังกะสีโดยการเจาะรูหรือเซาะร่องล่วงหน้า ดังแสดงในรูปที่ 6-31 เลเซอร์ CO2 ถูกใช้สำหรับการเชื่อม เลเซอร์ YAG อยู่ด้านหน้าเลเซอร์ CO2 และใช้ในการเจาะรูหรือเซาะร่อง รูหรือร่องที่เตรียมไว้ล่วงหน้าจะช่วยให้ไอสังกะสีที่เกิดขึ้นระหว่างการเชื่อมมีทางระบายออกไป ป้องกันไม่ให้ไอสังกะสีตกค้างอยู่ในบ่อหลอมและก่อให้เกิดข้อบกพร่อง

3.2 การเชื่อมโลหะผสมอลูมิเนียมด้วยเลเซอร์ลำแสงคู่

เนื่องจากลักษณะการทำงานพิเศษของวัสดุโลหะผสมอะลูมิเนียม ทำให้เกิดความยากลำบากในการใช้การเชื่อมด้วยเลเซอร์ดังต่อไปนี้ [39]: โลหะผสมอะลูมิเนียมมีอัตราการดูดซับเลเซอร์ต่ำ และการสะท้อนแสงเริ่มต้นของพื้นผิวลำแสงเลเซอร์ CO2 เกิน 90%; รอยเชื่อมด้วยเลเซอร์ของโลหะผสมอะลูมิเนียมมักเกิดรูพรุน รอยแตก และการเผาไหม้ของธาตุโลหะผสมระหว่างการเชื่อม เป็นต้น เมื่อใช้การเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบลำแสงเดียว การสร้างรูเจาะและรักษาเสถียรภาพทำได้ยาก การเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบลำแสงคู่สามารถเพิ่มขนาดของรูเจาะ ทำให้รูเจาะปิดได้ยาก ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการระบายก๊าซ นอกจากนี้ยังสามารถลดอัตราการเย็นตัวและลดการเกิดรูพรุนและรอยแตกจากการเชื่อม เนื่องจากกระบวนการเชื่อมมีความเสถียรมากขึ้นและปริมาณการกระเด็นลดลง รูปร่างพื้นผิวรอยเชื่อมที่ได้จากการเชื่อมโลหะผสมอะลูมิเนียมด้วยลำแสงคู่จึงดีกว่าการเชื่อมด้วยลำแสงเดียวอย่างเห็นได้ชัด รูปที่ 6-32 แสดงลักษณะของรอยเชื่อมโลหะผสมอะลูมิเนียมหนา 3 มม. โดยใช้การเชื่อมด้วยเลเซอร์ CO2 แบบลำแสงเดี่ยวและแบบลำแสงคู่

จากการวิจัยพบว่า เมื่อเชื่อมโลหะผสมอลูมิเนียมซีรีส์ 5000 หนา 2 มม. หากระยะห่างระหว่างลำแสงทั้งสองอยู่ที่ 0.6~1.0 มม. กระบวนการเชื่อมจะค่อนข้างเสถียรและรูเจาะที่เกิดขึ้นจะมีขนาดใหญ่ขึ้น ซึ่งเอื้อต่อการระเหยและการหลุดออกของแมกนีเซียมในระหว่างกระบวนการเชื่อม หากระยะห่างระหว่างลำแสงทั้งสองน้อยเกินไป กระบวนการเชื่อมของลำแสงเดี่ยวจะไม่เสถียร หากระยะห่างมากเกินไป การแทรกซึมของการเชื่อมจะได้รับผลกระทบ ดังแสดงในรูปที่ 6-33 นอกจากนี้ อัตราส่วนพลังงานของลำแสงทั้งสองยังมีผลกระทบอย่างมากต่อคุณภาพการเชื่อม เมื่อจัดเรียงลำแสงสองลำที่มีระยะห่าง 0.9 มม. ต่อกันเพื่อทำการเชื่อม พลังงานของลำแสงก่อนหน้าควรเพิ่มขึ้นอย่างเหมาะสม เพื่อให้อัตราส่วนพลังงานของลำแสงทั้งสองก่อนและหลังมากกว่า 1:1 ซึ่งจะช่วยปรับปรุงคุณภาพของรอยเชื่อม เพิ่มพื้นที่หลอมเหลว และยังคงได้รอยเชื่อมที่เรียบและสวยงามเมื่อความเร็วในการเชื่อมสูง

3.3 การเชื่อมแผ่นโลหะที่มีความหนาไม่เท่ากันด้วยคานคู่

ในกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรม มักจำเป็นต้องเชื่อมแผ่นโลหะสองแผ่นขึ้นไปที่มีความหนาและรูปทรงต่างกันเพื่อประกอบเป็นแผ่นเชื่อมต่อ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตรถยนต์ การประยุกต์ใช้แผ่นเชื่อมต่อแบบกำหนดเองกำลังแพร่หลายมากขึ้นเรื่อยๆ การเชื่อมแผ่นที่มีคุณสมบัติ การเคลือบผิว หรือลักษณะเฉพาะที่แตกต่างกัน สามารถเพิ่มความแข็งแรง ลดวัสดุสิ้นเปลือง และลดต้นทุนได้ การเชื่อมด้วยเลเซอร์ของแผ่นที่มีความหนาต่างกันมักใช้ในการเชื่อมแผ่นโลหะ ปัญหาหลักคือแผ่นที่จะเชื่อมต้องได้รับการขึ้นรูปขอบที่มีความแม่นยำสูงและต้องประกอบได้อย่างแม่นยำสูง การใช้การเชื่อมด้วยลำแสงคู่ของแผ่นที่มีความหนาไม่เท่ากันสามารถปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของช่องว่างระหว่างแผ่น รอยต่อ ความหนาที่สัมพันธ์กัน และวัสดุของแผ่นได้ สามารถเชื่อมแผ่นที่มีความคลาดเคลื่อนของขอบและช่องว่างมากขึ้น และช่วยเพิ่มความเร็วในการเชื่อมและคุณภาพการเชื่อมได้

พารามิเตอร์กระบวนการหลักของการเชื่อมแผ่นโลหะที่มีความหนาไม่เท่ากันของ Shuangguangdong สามารถแบ่งออกเป็นพารามิเตอร์การเชื่อมและพารามิเตอร์แผ่นโลหะ ดังแสดงในรูป พารามิเตอร์การเชื่อมประกอบด้วยกำลังของลำแสงเลเซอร์ทั้งสอง ความเร็วในการเชื่อม ตำแหน่งโฟกัส มุมหัวเชื่อม มุมการหมุนของลำแสงในการเชื่อมแบบชนกันสองลำแสง และระยะชดเชิดการเชื่อม เป็นต้น พารามิเตอร์แผ่นโลหะประกอบด้วยขนาดวัสดุ คุณสมบัติ สภาพการตัดแต่ง ช่องว่างระหว่างแผ่นโลหะ เป็นต้น กำลังของลำแสงเลเซอร์ทั้งสองสามารถปรับแยกกันได้ตามวัตถุประสงค์การเชื่อมที่แตกต่างกัน ตำแหน่งโฟกัสโดยทั่วไปจะอยู่บนพื้นผิวของแผ่นโลหะบางเพื่อให้ได้กระบวนการเชื่อมที่เสถียรและมีประสิทธิภาพ มุมหัวเชื่อมมักจะเลือกไว้ที่ประมาณ 6 องศา หากความหนาของแผ่นโลหะทั้งสองค่อนข้างมาก สามารถใช้มุมหัวเชื่อมเป็นบวกได้ นั่นคือ เลเซอร์จะเอียงไปทางแผ่นโลหะบาง ดังแสดงในรูป เมื่อความหนาของแผ่นโลหะค่อนข้างน้อย สามารถใช้มุมหัวเชื่อมเป็นลบได้ ระยะชดเชิดการเชื่อมถูกกำหนดให้เป็นระยะห่างระหว่างจุดโฟกัสของเลเซอร์กับขอบของแผ่นโลหะหนา โดยการปรับค่าชดเชยการเชื่อม จะช่วยลดรอยบุ๋มจากการเชื่อมและทำให้ได้หน้าตัดการเชื่อมที่ดี

เมื่อทำการเชื่อมแผ่นโลหะที่มีช่องว่างขนาดใหญ่ คุณสามารถเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางการให้ความร้อนของลำแสงที่มีประสิทธิภาพได้โดยการหมุนมุมของลำแสงคู่ เพื่อให้ได้ความสามารถในการเติมช่องว่างที่ดี ความกว้างของส่วนบนของรอยเชื่อมจะถูกกำหนดโดยเส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงที่มีประสิทธิภาพของลำแสงเลเซอร์ทั้งสอง นั่นคือ มุมการหมุนของลำแสง ยิ่งมุมการหมุนมากเท่าใด ช่วงการให้ความร้อนของลำแสงคู่ก็จะยิ่งกว้างขึ้น และความกว้างของส่วนบนของรอยเชื่อมก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ลำแสงเลเซอร์ทั้งสองมีบทบาทที่แตกต่างกันในกระบวนการเชื่อม ลำแสงหนึ่งใช้เพื่อเจาะทะลุรอยเชื่อมเป็นหลัก ในขณะที่อีกลำแสงหนึ่งใช้เพื่อหลอมวัสดุแผ่นหนาเพื่อเติมช่องว่าง ดังแสดงในรูปที่ 6-35 ภายใต้มุมการหมุนของลำแสงที่เป็นบวก (ลำแสงด้านหน้ากระทำต่อแผ่นหนา ลำแสงด้านหลังกระทำต่อรอยเชื่อม) ลำแสงด้านหน้าจะตกกระทบแผ่นหนาเพื่อให้ความร้อนและหลอมวัสดุ และลำแสงเลเซอร์ที่ตามมาจะสร้างการเจาะทะลุ ลำแสงเลเซอร์แรกที่อยู่ด้านหน้าสามารถหลอมแผ่นโลหะหนาได้เพียงบางส่วน แต่มีส่วนช่วยอย่างมากในกระบวนการเชื่อม เพราะไม่เพียงแต่จะหลอมด้านข้างของแผ่นโลหะหนาเพื่อให้เติมช่องว่างได้ดีขึ้นเท่านั้น แต่ยังช่วยเชื่อมวัสดุบริเวณรอยต่อล่วงหน้า ทำให้ลำแสงถัดไปเชื่อมผ่านรอยต่อได้ง่ายขึ้น ช่วยให้เชื่อมได้เร็วขึ้น ในการเชื่อมแบบลำแสงคู่ที่มีมุมหมุนเป็นลบ (ลำแสงด้านหน้ากระทำต่อรอยเชื่อม และลำแสงด้านหลังกระทำต่อแผ่นโลหะหนา) ลำแสงทั้งสองจะมีผลตรงกันข้ามกันอย่างสิ้นเชิง ลำแสงแรกจะหลอมรอยต่อ และลำแสงหลังจะหลอมแผ่นโลหะหนาเพื่อเติมช่องว่าง ในกรณีนี้ ลำแสงด้านหน้าจำเป็นต้องเชื่อมผ่านแผ่นโลหะที่เย็น และความเร็วในการเชื่อมจะช้ากว่าการใช้มุมหมุนลำแสงเป็นบวก และเนื่องจากผลของการให้ความร้อนล่วงหน้าของลำแสงก่อนหน้า ลำแสงหลังจะหลอมวัสดุแผ่นโลหะหนามากขึ้นภายใต้กำลังไฟเดียวกัน ในกรณีนี้ ควรลดกำลังไฟของลำแสงเลเซอร์หลังลงอย่างเหมาะสม เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว การใช้มุมหมุนลำแสงเป็นบวกสามารถเพิ่มความเร็วในการเชื่อมได้อย่างเหมาะสม และการใช้มุมหมุนลำแสงเป็นลบสามารถเติมช่องว่างได้ดีกว่า รูปที่ 6-36 แสดงให้เห็นถึงอิทธิพลของมุมการหมุนของลำแสงที่แตกต่างกันต่อหน้าตัดของรอยเชื่อม

3.4 การเชื่อมแผ่นโลหะหนาขนาดใหญ่ด้วยเลเซอร์ลำแสงคู่ ด้วยการพัฒนาของระดับกำลังเลเซอร์และคุณภาพลำแสง การเชื่อมแผ่นโลหะหนาขนาดใหญ่ด้วยเลเซอร์จึงกลายเป็นความจริงขึ้นมาได้ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเลเซอร์กำลังสูงมีราคาแพง และการเชื่อมแผ่นโลหะหนาขนาดใหญ่โดยทั่วไปต้องใช้ลวดเชื่อม จึงมีข้อจำกัดบางประการในการผลิตจริง การใช้เทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์ลำแสงคู่ไม่เพียงแต่จะเพิ่มกำลังเลเซอร์เท่านั้น แต่ยังเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางการให้ความร้อนของลำแสงที่มีประสิทธิภาพ เพิ่มความสามารถในการหลอมลวดเชื่อม ทำให้รูเลเซอร์มีความเสถียรมากขึ้น ปรับปรุงความเสถียรของการเชื่อม และปรับปรุงคุณภาพการเชื่อมอีกด้วย