基于激光冲击波技术的金属变径管成形的方法和装置

摘要

本发明公开一种基于激光冲击波技术的金属变径管成形的方法和装置,属于激光加工技术领域。本发明采用激光能量吸收层涂覆在与管件分离的堵杆上端部，激光束沿待成形的管坯的轴线进入管坯的内部，辐照在堵杆上端部的吸收层上，吸收层吸收激光能量后气化、电离，形成高压等离子体，高压等离子体急速膨胀形成高幅冲击波，以此推动管坯的膨胀直至和模具的型面贴合，使管坯的变形形状和模具的型面一致。本发明采用参数受控的激光冲击波作为管坯内高压成形的力源，具有很好的安全性，不仅适合于材料屈服极限较低的管坯成形，也适合屈服强度很高的管坯成形，可进行连续多个脉冲激光辐照和实施不间断多次冲击，具有较高的生产效率。

主权项

一种基于激光冲击波技术的金属变径管成形的方法，其特征在于该方法具体步骤如下：（1）先将待成形的金属变径管管坯放入分体式模具中，分体式模具型腔的表面装有保护垫，调整分体式模具和金属变径管管坯的相对位置并固定，分体式模具固定在支架上，支架固定在工作台上；（2）在金属变径管管坯内部插入堵杆，堵杆上端部涂有有效吸收激光能量的吸收层，吸收层为黑漆，调节堵杆上端部与分体式模具型腔的相对位置，使堵杆上端部接近于分体式模具的型腔，然后向金属变径管管坯中注水作为约束层；（3）由激光发生器发出的受控并优化后的激光脉冲束，沿金属变径管管坯的轴线进入其内部，并辐照在堵杆上端部的吸收层上，金属变径管管坯不处在激光辐照的区域内，吸收层吸收激光的能量后气化、电离，形成高压等离子体，高压等离子体急速向外膨胀形成向外传播的高幅冲击波，该高幅冲击波对金属变径管管坯施压，使金属变径管管坯与分体式模具的型面贴合；（4）抽出堵杆，打开分体式模具，取出金属变径管管件。