Ova studija je sistematski uspoređivala primjenu konvencionalnih LW, OLW i RMOLW na pločama od legure titana TC4. Istraživanje je koristilo različite metode karakterizacije uključujući snimanje kamerom velike brzine-, optičku mikroskopiju (OM), skenirajuću elektronsku mikroskopiju (SEM), difrakciju povratnog raspršenja elektrona (EBSD) i ispitivanje zatezanja. Rezultati pokazuju da RMOLW proces značajno poboljšava kvalitetu formiranja površine šava, ne samo da eliminiše nedostatke podreza, već i značajno smanjuje prskanje. Mehanički, prstenasti snop proširuje područje otvaranja ključaonice (do 0,76 mm²), a stabilni vrtlozi generirani oscilacijom snopa efikasno sprječavaju zatvaranje ključaonice uslijed kompresije rastopljenog metala, čime se prekida izvor prskanja. Što se tiče mikrostrukture, ovaj proces smanjuje temperaturni gradijent i brzinu hlađenja rastopljenog bazena, promovišući formiranje fine morfologije korpa{8}}tkanja u centru šava i povećavajući udio granica zrna pod velikim uglom (HAGB). U konačnici, RMOLW zavareni spojevi održavaju visoku vlačnu čvrstoću (oko 1148,8 MPa), dok je istezanje povećano za 35,2% u odnosu na konvencionalno lasersko zavarivanje, postižući dobru usklađenost čvrstoće i duktilnosti.
Slika 1 prikazuje eksperimentalnu postavku RMOLW. Jezgro se sastoji od upotrebe specijalnih prstenastih optičkih vlakana, čime se proizvodi kompozitni snop koji se sastoji od središnje vlaknaste jezgre (100 µm) i jezgre vlakana vanjskog prstena (300 µm). Zraka ne samo da ima prstenastu distribuciju energije, već i izvršava kružnu (spiralnu) putanju oscilovanja kroz sistem galvanometra. Ovaj dizajn ima za cilj da istovremeno iskoristi efekat "širenje rupa-" prstenastog snopa i efekat "potresanja" oscilacije.
Slika 1. Šematski dijagram uređaja za oscilirajuće lasersko zavarivanje u prstenastom-modu: (a) integrirana eksperimentalna oprema (b) poprečni presjek- vlakana, promjer jezgra i veličina žarišne tačke (c) stvarna putanja laserskog zraka.
Slika 2 pokazuje da je ivica površine LW valovita, praćena velikom količinom prskanja, sa poprečnim-osjekom u obliku 'X' i maksimalnom dubinom podrezivanja. RMOLW ivica zavara je ravna i glatka, gotovo bez prskanja, širokog poprečnog presjeka u obliku slova '--, vrlo male dubine podrezivanja i glatkog prijelaza. Ovo ukazuje da je distribucija energije RMOLW-a ujednačenija, efektivno poboljšavajući kvalitet formiranja zavara.
Slika 2. Makroskopska morfologija i morfologija poprečnog presjeka spojeva: (a, d, g) morfologija zavarivanja uzoraka laserskog zavarivanja, (b, e, h) morfologija zavarivanja oscilirajućih uzoraka laserskog zavarivanja, (c, f, i) morfologija zavarivanja oscilirajućih uzoraka laserskog zavarivanja u prstenastom modu.
Slika 3. Ponašanje toka rastopljenog bazena i otvaranja ključaonice u različitim uslovima procesa: (a) stvaranje prskanja tokom laserskog zavarivanja (b) rezultat oscilirajućeg laserskog zavarivanja unutar jednog ciklusa (c) rezultat oscilirajućeg laserskog zavarivanja s prstenastim uzorkom u jednom ciklusu. Slika 4 pokazuje da LW ima Gausovu energetsku distribuciju oštrog vrha, sa izuzetno visokom energijom u centru (407,2 J/mm²), što rezultira uskim i dubokim otopljenim bazenom. RMOLW pokazuje ravnomjernu-ujednačenu distribuciju energije (maksimalno samo 107,6 J/mm²), pri čemu je ujednačenost distribucije energije povećana za 2,2 puta. Ovo ravnomjerno zagrijavanje smanjuje podrezivanje, čineći poprečni presjek zavara-širim i glatkijim.
Studija je, kroz uporednu analizu LW, OLW i RMOLW procesa, došla do sljedećih glavnih zaključaka: 1. RMOLW sprječava urušavanje ključaonice širenjem površine otvora ključaonice na 0,76 mm² i uvođenjem stabilnog vrtloga, smanjujući prskanje tokom zavarivanja za 88,6% zavarivanja za 88,6% u poređenju sa konvencionalnim procesom zavarivanja{RMW{4} poboljšava distribuciju energije{RMW lasera} ujednačenost za 20 puta, eliminiše lokalno pregrijavanje, smanjuje dubinu podrezivanja zavara za 56,3% i formira glatki poprečni presjek u obliku slova V--. 3. Sinergija između prstenastog snopa i oscilacije smanjuje temperaturne gradijente i stope hlađenja u rastopljenom bazenu, promoviše formiranje} i podstiče formiranje visokonaponske strukture{10} lamelarnu alfa fazu, te smanjuje koncentraciju orijentacije zrna. 4. Zahvaljujući suzbijanju podrezanih defekata i jačanju mikrostrukture (više-ugaonih granica zrna), izduženje RMOLW spojeva je povećano za 35,2% u poređenju sa konvencionalnim laserskim zavarivanjem uz održavanje visoke čvrstoće baze.
