[发明专利]一种异形无铆钉铆接结构、成型装置及方法

权利要求书

1.一种异形无铆钉铆接结构的成型装置，其特征在于，包括：

用于发射激光的激光发射机构，激光发射机构包括激光头，激光头能实现摆动；

支撑台，支撑台设置凹槽，支撑台用于支撑第一板材和第二板材，第二板材表面放置去离子水，第一板材设于第二板材的下方，且第一板材开有异形孔，热的去离子水吸收激光头发射的激光，产生瞬时的高温高压现象，形成高压等离子体冲击波和高速空化微射流，对第二板材进行施压，使得第二板材沿着异形孔发生变形；

还包括盖板，盖板能够设于第二板材的上方，且盖板与第二板材之间具有设定的间隙，盖板通过支撑架支撑；

支撑架位于所述支撑台的环向，且支撑架内部中空，周侧封闭，支撑架的顶部支撑盖板；支撑架与管路连接，管路能够与去离子水罐连接；

第一板材异形孔的宽度小于支撑台凹槽的宽度，第一板材异形孔的长度小于支撑台凹槽的长度；

盖板与第二板材之间的间隙为0.5mm-2mm；

激光透过盖板和去离子水作用于第二板材，所形成的光斑直径大于等于异形孔端部半圆形孔半径的两倍。

2.一种异形无铆钉铆接结构的成型方法，其特征在于，包括如下内容：

通过支撑台支撑第一板材，第一板材开有异形孔，第一板材的上方放置第二板材，第二板材表面放置热的去离子水；

激光透过去离子水作用于第二板材，热的去离子水吸收激光头发射的激光，产生瞬时的高温高压现象，形成高压等离子体冲击波和高速空化微射流，对第二板材进行施压，使得第二板材沿着异形孔发生变形；

第二板材变形后，去离子水不断补充到第二板材的上方；

激光沿键形孔的长度方向进行摆动，激光摆动造成激光聚焦位置相对于第二板材的上表面不断变化，进一步造成沿激光方向去离子水的厚度也不断产生变化，从而使冲击波和微射流两种效应不断发生强弱交替变化，并轮番冲击第二板材；

第二板材在高压冲击波和高速微射流的冲击下，以及在第一板材异形孔的约束下发生渐进塑性变形，变形区域逐渐扩大，在碰撞支撑台凹槽底面后，逐步形成口小底大的底切结构，使第二板材与第一板材铆接在一起。

3.一种异形无铆钉铆接结构的成型装置，其特征在于，包括：

用于发射激光的激光发射机构，激光发射机构包括激光头，激光头能实现摆动；

支撑台，支撑台设置凹槽；

固定座，固定座通过支撑台支撑，固定座支撑至少两层板材，相邻两层板材之间接触设置，最上层板材的上表面放置去离子水，固定座设于最底层板材的下方，且固定座开有异形孔，热的去离子水吸收激光头发射的激光，产生瞬时的高温高压现象，形成高压等离子体冲击波和高速空化微射流，对板材进行施压，使得第二板材沿着异形孔发生变形；

还包括盖板，盖板能够设于最上层板材的上方，盖板与最上层板材之间有设定的间隙；

支撑架位于所述支撑台的环向，且支撑架内部中空，周侧封闭，支撑架的顶部支撑盖板；支撑架与管路连接，管路能够与去离子水罐连接；

所述固定座异形孔的宽度小于支撑台凹槽的宽度，固定座异形孔的长度小于支撑台凹槽的长度；

盖板与最上层板材之间的间隙为0.5mm-2mm；

激光透过盖板和去离子水作用于最上层板材，所形成的光斑直径大于等于异形孔端部半圆形孔半径的两倍。

4.一种异形无铆钉铆接结构的成型方法，其特征在于，包括如下内容：

通过支撑台支撑固定座，固定座开有异形孔，固定座的上方放置第二板材和第三板材，第二板材与第三板材紧密接触，第三板材表面放置热的去离子水；

激光透过去离子水作用于第三板材，热的去离子水吸收激光头发射的激光，产生瞬时的高温高压现象，形成高压等离子体冲击波和高速空化微射流，对第三板材进行施压，使得第三板材沿着异形孔发生变形；

第三板材变形后，去离子水不断补充到第三板材的上方；

激光摆动，造成激光聚焦位置相对于第三板材的上表面不断变化，进一步造成沿激光方向去离子水的厚度也不断产生变化，从而使冲击波和微射流两种效应不断发生强弱交替变化，并轮番冲击第三板材；

第三板材在高压冲击波和高速微射流的冲击下，第二板材受到第三板材的冲击，同时，第二板材和第三板材在固定座异形孔的约束下发生渐进塑性变形，变形区域逐渐扩大，在第二板材碰撞支撑台凹槽底面后，第二板材和第三板材逐步形成口小底大的底切结构，使第二板材和第三板材铆接在一起。