水下激光冲击成形的方法和装置

摘要

本发明涉及水下激光冲击成形的方法和装置，其利用激光冲击波作为成形力源，激光控制系统控制激光发生器按预先优化的激光能量、光斑直径、激光模式产生激光脉冲，脉冲激光束经视窗玻璃―水到达预制成一定厚度和密度的吸收层膜带，被吸收层中能量转换体吸收，使吸收层材料汽化、电离产生高温高压气体形成冲击波，冲击波经介质水传递到工件表面，工件在冲击波的作用下成形。通过工作台控制系统控制工件按一定轨迹运动实现逐点冲击。其利用玻璃―水组合作为约束层，解决了水约束层效果差而玻璃约束层易碎的问题，不需对工件进行预处理直接对坯料进行成形加工，达到工件自由成形或模具约束成形，使激光冲击成形批量化连续生产得以实现。

主权项

1.水下激光冲击成形装置，其特征在于包括激光发生器(1)、激光控制系统(24)、工件模具系统、工作台(22)及工作台控制装置(23)，其特征是具有可调节玻璃与吸收层之间距离的可调视窗系统，可以自动更换的膜带及膜带进给装置，可安装多个模具能够实施连续加工的工件夹具系统以及供水系统；其中可调视窗由视窗座(3)、视窗调节支架(4)、视窗玻璃(5)、视窗玻璃压盖(6)依次连接而成；膜带进给系统由膜带卷筒(13)及依附其上的吸收层膜带(12)，固定膜带卷筒的卷带支架(15)与卷带支架压紧螺钉(16)组成；供水系统由位于水槽上方的进水管(7)、水槽(9)及水槽下部的排水缝隙(11)及排水孔(10)和位于水槽上安装视窗座的圆孔内的“O”型密封圈(8)组成；工件模具系统由工件(18)、压边圈(17)、模具(19)依次组合安装在可安装多个模具并能旋转换位的转盘(20)及支架(21)而成；可调视窗系统通过视窗调节支架(4)和水槽(9)连接在一起，供水系统通过水槽(9)固连在支架(21)上，而工件模具系统由转盘(20)通过旋转副安装于支架(21)上，膜带进给系统通过卷带支架压紧螺钉(16)将卷带轴调节支架(15)安装在水槽(9)内，这样可调视窗系统、供水系统、膜带进给系统和工件模具系统构成一个整体并通过支架(21)安装在工作台(22)上。