[发明专利]一种基于激光诱导的氨轴向槽道热管弯曲成形的方法

说明书

本发明涉及一种基于激光诱导的氨轴向槽道热管弯曲成形的方法，采用激光切割方式对氨轴向槽道热管原材料进行下料并按照工艺图纸进行铣加工产品豁口、孔位及弯曲段翅片，得到氨轴向槽道热管试验件；试验件的表面涂覆烧蚀防热材料；对所述试验件激光诱导弯曲成形参数进行仿真模拟，确定激光诱导弯曲成形参数下试验件的弯曲成形角度、温度分布云图以及应力应变云图，通过仿真确定试验件表面质量及成形角度满足要求的激光诱导弯曲成形参数；按照上述确定的激光诱导弯曲成形参数对氨轴向槽道热管试验件进行试验，判断试验后氨轴向槽道热管弯曲成形是否满足要求，若不满足，则对激光诱导弯曲成形参数进行优化，重新对氨轴向槽道热管试验件进行试验，直至满足要求。

技术领域

本发明涉及一种氨轴向槽道热管弯曲成形的方法。

背景技术

目前氨轴向槽道热管主要是手工弯制成形，成形后会存在截面畸变、壁厚减薄以及弯曲回弹等缺陷，一直影响氨轴向槽道热管产品合格率及质量，产品生产难以自动化、批量化、标准化。而激光诱导弯曲成形不依靠模具和人力，解决了成形的回弹及外侧壁厚减薄的问题，节省了大量的人力、物力和财力。在实际的工程应用中，激光诱导弯曲成形可以集激光切割、激光热处理及激光检测一体化，可以实现产品一体化成形，提高产品本身的成形精度，同时也可以提高产品合格率及质量稳定性。

而目前国内激光诱导成型主要应用在船舶、航空、航天的金属管材和板材上。相对于板材，管材的激光诱导弯曲成形研究较少。国外技术人员对管材的激光诱导弯曲成形进行了系列研究，但是没有深入的研究尤其针对氨轴向槽道热管没有研究。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于激光诱导的氨轴向槽道热管弯曲成形的方法。

本发明解决技术的方案是：一种基于激光诱导的氨轴向槽道热管弯曲成形的方法，包括如下步骤：

采用激光切割方式对氨轴向槽道热管原材料进行下料并按照工艺图纸进行铣加工产品豁口、孔位及弯曲段翅片，得到氨轴向槽道热管试验件；氨轴向槽道热管试验件的表面涂覆烧蚀防热材料；

对所述氨轴向槽道热管试验件激光诱导弯曲成形参数进行仿真模拟，确定激光诱导弯曲成形参数下试验件的弯曲成形角度、温度分布云图以及应力应变云图，通过仿真确定试验件表面质量及成形角度满足要求的激光诱导弯曲成形参数；仿真模拟过程中简化氨轴向槽道热管试验件上槽道的数量并采用约束位移的方式来模拟氨轴向槽道热管试验件弯曲成形过程中端部的固定形式；

按照上述确定的激光诱导弯曲成形参数对氨轴向槽道热管试验件进行试验，判断试验后氨轴向槽道热管弯曲成形是否满足要求，若不满足，则对激光诱导弯曲成形参数进行优化，重新对氨轴向槽道热管试验件进行试验，直至满足要求。

进一步的，涂覆烧蚀防热材料的厚度为0.3-0.5mm。

进一步的，铣加工产品豁口、弯曲段翅片铣加工留余量2-3mm。

进一步的，激光诱导弯曲成形参数包括激光扫描功率、扫描策略、扫描次数、速度、激光扫描间距以及激光扫描距离；所述的扫描策略为激光光束垂直热管直径方向进行扫描，以热管中心直径为零点，从-10到+30再回到-10为一次扫描。

进一步的，通过下述方式对激光诱导弯曲成形参数进行优化：

重新选取激光诱导弯曲成形参数进行试验，根据试验结果分析重要的影响因素，同时采取响应曲面法，对选取的重要影响参数进行工艺优化，并根据优化后的参数及结果进行试验，直至满足要求。

进一步的，针对管材截面的宽度和高度为30×10工字型、Ω槽道热管的激光诱导弯曲成形参数如下：

弯曲角度30°-90°，弯曲半径R70mm-R100mm，激光扫描功率850W-1400W，激光扫描速度30mm/s-50mm/s，同一位置激光扫描次数3-10次，激光扫描间距1.5-3mm，激光扫描距离10-25mm。