[發明專利]一種基于激光誘導的氨軸向槽道熱管彎曲成形的方法

在審

• 申請號: 202110736041.7
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113579024A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 鞏生波;張又升;楊波;任棟梁;熊慶平;劉月東;苑博;李明偉;常磊;趙越;李君梁;薛睿;張浩
• 申請（專利權）人: 北京衛星制造廠有限公司
• 主分類號: B21D7/16
• 分類號: B21D7/16;B21D7/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

本發明涉及一種基于激光誘導的氨軸向槽道熱管彎曲成形的方法，采用激光切割方式對氨軸向槽道熱管原材料進行下料并按照工藝圖紙進行銑加工產品豁口、孔位及彎曲段翅片，得到氨軸向槽道熱管試驗件；試驗件的表面涂覆燒蝕防熱材料；對所述試驗件激光誘導彎曲成形參數進行仿真模擬，確定激光誘導彎曲成形參數下試驗件的彎曲成形角度、溫度分布云圖以及應力應變云圖，通過仿真確定試驗件表面質量及成形角度滿足要求的激光誘導彎曲成形參數；按照上述確定的激光誘導彎曲成形參數對氨軸向槽道熱管試驗件進行試驗，判斷試驗后氨軸向槽道熱管彎曲成形是否滿足要求，若不滿足，則對激光誘導彎曲成形參數進行優化，重新對氨軸向槽道熱管試驗件進行試驗，直至滿足要求。

技術領域

本發明涉及一種氨軸向槽道熱管彎曲成形的方法。

背景技術

目前氨軸向槽道熱管主要是手工彎制成形，成形后會存在截面畸變、壁厚減薄以及彎曲回彈等缺陷，一直影響氨軸向槽道熱管產品合格率及質量，產品生產難以自動化、批量化、標準化。而激光誘導彎曲成形不依靠模具和人力，解決了成形的回彈及外側壁厚減薄的問題，節省了大量的人力、物力和財力。在實際的工程應用中，激光誘導彎曲成形可以集激光切割、激光熱處理及激光檢測一體化，可以實現產品一體化成形，提高產品本身的成形精度，同時也可以提高產品合格率及質量穩定性。

而目前國內激光誘導成型主要應用在船舶、航空、航天的金屬管材和板材上。相對于板材，管材的激光誘導彎曲成形研究較少。國外技術人員對管材的激光誘導彎曲成形進行了系列研究，但是沒有深入的研究尤其針對氨軸向槽道熱管沒有研究。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種基于激光誘導的氨軸向槽道熱管彎曲成形的方法。

本發明解決技術的方案是：一種基于激光誘導的氨軸向槽道熱管彎曲成形的方法，包括如下步驟：

采用激光切割方式對氨軸向槽道熱管原材料進行下料并按照工藝圖紙進行銑加工產品豁口、孔位及彎曲段翅片，得到氨軸向槽道熱管試驗件；氨軸向槽道熱管試驗件的表面涂覆燒蝕防熱材料；

對所述氨軸向槽道熱管試驗件激光誘導彎曲成形參數進行仿真模擬，確定激光誘導彎曲成形參數下試驗件的彎曲成形角度、溫度分布云圖以及應力應變云圖，通過仿真確定試驗件表面質量及成形角度滿足要求的激光誘導彎曲成形參數；仿真模擬過程中簡化氨軸向槽道熱管試驗件上槽道的數量并采用約束位移的方式來模擬氨軸向槽道熱管試驗件彎曲成形過程中端部的固定形式；

按照上述確定的激光誘導彎曲成形參數對氨軸向槽道熱管試驗件進行試驗，判斷試驗后氨軸向槽道熱管彎曲成形是否滿足要求，若不滿足，則對激光誘導彎曲成形參數進行優化，重新對氨軸向槽道熱管試驗件進行試驗，直至滿足要求。

進一步的，涂覆燒蝕防熱材料的厚度為0.3-0.5mm。

進一步的，銑加工產品豁口、彎曲段翅片銑加工留余量2-3mm。

進一步的，激光誘導彎曲成形參數包括激光掃描功率、掃描策略、掃描次數、速度、激光掃描間距以及激光掃描距離；所述的掃描策略為激光光束垂直熱管直徑方向進行掃描，以熱管中心直徑為零點，從-10到+30再回到-10為一次掃描。

進一步的，通過下述方式對激光誘導彎曲成形參數進行優化：

重新選取激光誘導彎曲成形參數進行試驗，根據試驗結果分析重要的影響因素，同時采取響應曲面法，對選取的重要影響參數進行工藝優化，并根據優化后的參數及結果進行試驗，直至滿足要求。

進一步的，針對管材截面的寬度和高度為30×10工字型、Ω槽道熱管的激光誘導彎曲成形參數如下：

彎曲角度30°-90°，彎曲半徑R70mm-R100mm，激光掃描功率850W-1400W，激光掃描速度30mm/s-50mm/s，同一位置激光掃描次數3-10次，激光掃描間距1.5-3mm，激光掃描距離10-25mm。