[发明专利]一种金属薄板的线型光斑激光弯曲成形方法

摘要

本发明属于金属板材的高效、高精度和高性能激光弯曲成形技术领域，涉及一种金属薄板的线型光斑激光弯曲成形方法。本发明使用多模激光扫描转镜或单压电变形镜将激光高斯分布的点光斑转换成均匀分布的线型光斑，同时加载于弯折线区域，对金属薄板进行弯曲成形，使得在金属薄板弯折线上的温度场均匀分布，达到减少翘曲变形，提高弯曲角度一致性，提高弯曲效率的目的。

主权项

1.一种金属薄板的线型光斑激光弯曲成形方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一：工件制备：按照尺寸技术要求，加工出所需规格的金属薄板，包括矩形板(2)和扇形板(10)，矩形板(2)的宽度为W，扇形板(10)的外圆半径为R；步骤二：线型光斑设定：对于矩形板(2)的直线弯曲，将多模激光扫描转镜(6)安装在激光器激光头(4)下方，使激光器激光头(4)发出的激光高斯分布的点光斑(5)转换为均匀分布的直线型光斑(9)，并调整多模激光扫描转镜(6)的参数，使光斑宽度W₁为1mm‑2mm，并保证光斑长度L₁与宽度W关系为L₁＝W+4mm；对于扇形板(10)的圆弧线弯曲，将单压电变形镜(11)安装在激光器激光头(4)下方，使激光器激光头(4)发出的激光高斯分布的点光斑(5)转换为均匀分布的圆弧线型光斑(14)，调整光斑宽度W₂为1mm‑2mm，圆弧弯折线(13)的圆弧长度L₂与圆弧线型光斑(14)长度L₃之间的关系为L₃＝L₂+4mm；步骤三：工件安装及激光调试：用夹持板(1)将金属薄板长度方向的一端夹持，另一端自由悬空，固定在激光加工工作台上；根据加工技术要求，弯折线位置均基于自由端选取，矩形板(2)的直线弯折线(8)与自由端距离为D，扇形板(10)的圆弧弯折线(13)与板材外圆为同心圆，半径为R₁，与自由端距离为R‑R₁；利用机床联动移动激光器激光头(4)，置于弯折线上方中点位置，调整多模激光扫描转镜(6)或单压电变形镜(11)的角度，使直线型光斑(9)与直线弯折线(8)重合，或使圆弧线型光斑(14)与圆弧弯折线(13)重合，并保证弯折线长度方向两侧各有2mm激光加载余量；设置激光器激光头(4)的工作参数：激光功率为100W‑180W、脉冲宽度为1ms‑3ms、脉冲频率为30Hz‑50Hz、扫描速度400mm/min‑800mm/min；步骤四：辅助吹气调试：调整辅助吹气喷嘴(3)位置，以防止加工过程中工件碰到吹气头；辅助吹气的气体使用惰性气体，以防止高温氧化；调整气压至0.1MPa‑0.5MPa，以保证加工过程中吹气平稳；步骤五：激光加载：开启激光器，在弯折线处加载激光，根据所需要的弯曲角度，单次保持加载时间T；每次加载完成后冷却至100℃以下，重复加载多次并冷却，完成金属薄板的弯曲成形。