[發(fā)明專利]激光金屬變形方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 01104037.8
• 申請(qǐng)日: 2001-02-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1307947A
• 公開(kāi)（公告）日: 2001-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李文川
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 李文川
• 主分類號(hào): B23K26/00
• 分類號(hào): B23K26/00;B21D26/00
• 代理公司: 三高專利事務(wù)所
• 代理人: 戴元毅

本發(fā)明屬于無(wú)切屑的金屬加工成型領(lǐng)域，涉及一種用激光使金屬板、管、棒或型材變形而成型的方法。

現(xiàn)有的基本無(wú)切屑的金屬加工成型技術(shù)例如沖壓、鍛造、軋、壓制等機(jī)械加工方法，不僅需用復(fù)雜的大型甚至重型機(jī)床設(shè)備，在大量生產(chǎn)時(shí)還需使用模具，致使生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長(zhǎng)，制造成本高；在生產(chǎn)過(guò)程中，震動(dòng)噪音很大；制成品的塑性變差；對(duì)于彎曲金屬板、管、棒或型材等的加工成型所使用的彎板機(jī)、彎管機(jī)等不僅具有上述設(shè)備的缺點(diǎn)，對(duì)應(yīng)其規(guī)格適于加工工件的尺寸范圍也很小，并且不能加工較復(fù)雜的制件，在彎曲管材時(shí)，還存在外側(cè)壁變薄的問(wèn)題，影響制件質(zhì)量。

本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種用激光使金屬板、管、棒或型材變形而成型的方法。

上述目的由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

激光金屬變形方法，采用氣體或固體激光加工，其步驟為：

(1)工件預(yù)處理：清潔工件表面，

(2)選定成型方法，包括：正向變形和/或反向變形，

(3)設(shè)定加工工藝條件，

(4)將激光束對(duì)準(zhǔn)工件表面起始掃描位置，

(5)沿被加工工件表面按預(yù)定路徑掃描，包括：直線掃描和/或曲線掃描。其中

(1)金屬板材正向變形的工藝條件是：

激光器功率為0.5～5000W；

激光光斑直徑為0.5～12mm；

激光掃描速度為0.001～2m/s；

被掃描金屬表面最高溫度范圍為400℃～低于熔點(diǎn)5～7％℃；

激光掃描路徑是：自工件的一端至另一端。

(2)金屬板材反向變形的工藝條件是：

激光器功率為0.5～5000W；

激光光斑班直徑為6～30mm；

激光掃描速度為0.001～1.5m/s；

被掃描金屬表面最高溫度范圍為400℃-低于熔點(diǎn)3～7％℃；

激光掃描路徑是：自工件的一端至另一端。

(3)金屬管材變形的工藝條件是：

激光器功率為0.5～5000W；

激光光斑直徑為3～30mm；

激光掃描速度為0.001～1.5m/s；

激光掃描角度范圍是：0～180℃；

被掃描金屬表面最高溫度范圍為400℃～低于熔點(diǎn)3～7％℃；

圖1是本發(fā)明激光彎曲金屬板正向變形方法示意圖；

圖2是本發(fā)明激光彎曲金屬板反向變形方法示意圖；

圖3是本發(fā)明激光彎曲金屬管正向變形方法示意圖；

圖4是本發(fā)明激光彎曲金屬管在掃描平面上的壁厚變化示意圖；

圖5是本發(fā)明激光彎曲金屬管在掃描平面上沿射線方向塑性變形的變化示意圖；

圖6是本發(fā)明激光組合變形金屬薄殼制件的示意圖；

圖7是本發(fā)明激光組合變形碗形金屬制件的示意圖。

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述：實(shí)施例1、金屬板材正向變形：

如圖1所示，工件-金屬板1.2由夾具1.3夾持，具有較小光斑直徑的激光束1.1沿箭頭所示方向以較快速度從金屬板1.2表面的一側(cè)采取直線路徑掃描至另一側(cè)，使工件正向(即面向激光發(fā)射方向)被彎曲變形。其原理是由于金屬受熱時(shí)其強(qiáng)度降低而且體積膨脹，使接近上表面的金屬產(chǎn)生較多的塑性變形，在掃描完畢后，在接近上表面的金屬又產(chǎn)生較大收縮，致使金屬板產(chǎn)生向上彎曲得到正向變形角度而成型。

正向成型的工藝條件是：采用氣體或固體激光；

激光器功率為0.5～5000W；

激光上班直徑為0.5～12mm；

激光掃描速度為0.001～2m/s；

激光掃描金屬表面最高溫度范圍為400℃～低于熔點(diǎn)3～7％℃；

激光掃描路徑是：自工件的一端至另一端。

板材厚度范圍是0.1～60mm。板材長(zhǎng)度和寬度不受限制。實(shí)施例2、金屬板反向變形：

如圖2所示，具有較大光斑直徑的激光束2.1以較慢的速度從工件-金屬板2.2表面的一側(cè)采取直線路徑掃描至另一側(cè)，由于金屬受熱時(shí)膨脹和金屬變形受到較大限制，同時(shí)由于接近上表面金屬產(chǎn)生較多的膨脹，被掃描區(qū)域的金屬產(chǎn)生

向上快速變形，最終使金屬板材產(chǎn)生反向(即背對(duì)激光發(fā)射方向)變形(圖中虛線表示激光變形前的形狀)。

反向變形的工藝條件是：采用氣體或固體激光，

激光器功率為0.5～5000W；

激光光斑直徑為6～30mm；

激光掃描速度為0.001～1.5m/s；

激光掃描金屬表面最高溫度范圍為400℃～低于熔點(diǎn)3～7％℃；