[发明专利]一种激光辅助无模拉丝成形的方法和装置

权利要求书

1.一种激光辅助无模拉丝成形的装置，其特征在于：所述装置包括控制器、进给轮、进给轮控制电机、牵引轮、牵引轮控制电机、压力轮、金属丝定位和保护装置和激光器，所述进给轮通过进给轮控制电机控制其角速度，所述牵引轮通过牵引轮控制电机控制其角速度，所述金属丝定位和保护装置和激光器位于进给轮和牵引轮之间，金属丝定位和保护装置位于激光器正上方，激光器的激光束是以垂直的方向穿过金属丝定位和保护装置的上表面辐照在金属丝表面，所述控制器分别与进给轮控制电机和牵引轮控制电机电连接。

2.如权利要求1所述的一种激光辅助无模拉丝成形的装置，其特征在于：所述激光器为Nd：YAG激光器，激光器的激光束的圆形光斑通过柱面透镜转换为椭圆形光斑。

3.如权利要求2所述的一种激光辅助无模拉丝成形的装置，其特征在于：所述椭圆形光斑的长度和宽度由金属丝的直径所决定，以激光束椭圆形光斑能够覆盖金属丝为准。

4.如权利要求2所述的一种激光辅助无模拉丝成形的装置，其特征在于：所述激光束的椭圆形光斑的宽度大于金属丝的直径，并且金属丝的长度方向与激光椭圆形光斑的长轴重合。

5.如权利要求1所述的一种激光辅助无模拉丝成形的装置，其特征在于：所述金属丝定位和保护装置由上半部分和下半部分组成，包含光学窗口、铝框架、型腔、金属丝定位槽和保护气体入口，所述光学窗口位于上半部分上表面以及下半部分下表面，所述铝框架构成了装置外框架，所述型腔位于装置中间部分并与金属丝定位槽和保护气体入口相连接。

6.如权利要求1所述的一种激光辅助无模拉丝成形的装置，其特征在于：所述保护气体为惰性气体氮气，是为了防止金属丝表面氧化。

7.利用如权利要求1所述装置进行激光辅助无模拉丝成形的方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)将待加工的横截面直径为d₁的金属丝放置在待处理区域；

2)通过控制器控制进给轮的角速度控制金属丝的进给速度V₁；

3)当金属丝通过进给轮后进入金属丝定位和保护装置时，使用激光束对金属丝进行快速照射加热，使材料达到变形温度范围；同时充入保护气体，防止金属丝表面氧化；

4)经过加热后的金属丝进入牵引轮，通过控制器控制牵引轮的角速度控制金属丝的牵引速度V₂，得到横截面直径为d₂的金属丝；

5)如此反复完成金属丝的拉丝成形。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，V₂＞V₁，并且V₁×d₁²＝V₂×d₂²。