[发明专利]一种金属板料冲击波成形方法及装置

摘要

本发明公开一种金属板料冲击波成形方法及装置，属于板料的塑性加工技术领域。该装置包括激光器、导光系统、板料模具系统、供气系统、控制反馈系统。该装置利用供气系统向压力室中按体积比为2:1的比例提供氢气和氧气，激光器发出的脉冲激光束通过导光系统照射在吸收层上，吸收层气化电离产生高温高压的等离子体，其迅速膨胀产生冲击波作用在工件上，同时高温高压的等离子体引爆压力室中的混合气体产生冲击波，该冲击波也作用在板料上。用激光诱导的冲击波和混合气体爆炸产生冲击波共同作用可以有效地解决激光冲击成形中难以实现对厚板的大面积成形的不足，具有良好的市场应用前景。

主权项

1.一种金属板料冲击波成形方法，其特征在于该成形方法的具体步骤如下：/n(1)将金属板料(30)放置在凹模(19)上，并将吸收层(29)覆盖在所述金属板料(30)上表面，将压力室壳体(22)放置在所述吸收层(29)上，并用压力室螺栓(20)将所述压力室壳体(22)与所述凹模(19)连接；供气开始前，计算机(15)向控制器(14)发出信号，抽气截止阀(17)打开并使抽气泵(16)开始工作，所述抽气泵(16)将压力室(27)中的空气通过管道抽出，当压力表(6)达到预定值时，所述压力表(6)将所述压力室(27)中的压力信息反馈给所述控制器(14)，所述控制器(14)发出指令使所述抽气泵(16)停止工作，并使所述抽气截止阀(17)关闭，完成抽气；所述计算机(15)向所述控制器(14)发出信号打开供氢截止阀(8)和供氧截止阀(13)，从而使氢气瓶(10)和氧气瓶(11)通过管道向所述压力室(27)供气，管道上设有供氢流量计(9)和供氧流量计(12)，所述供氢流量计(9)和所述供氧流量计(12)用于计量管道中气体的体积，所述供氢流量计(9)和所述供氧流量计(12)将体积信息反馈给所述控制器(14)，所述控制器(14)控制所述供氢截止阀(8)和所述供氧截止阀(13)的开合，从而保证向所述压力室(27)中的提供的氢气与氧气的体积比为2:1，所述压力室(27)中的混合气体压力由所述压力表(6)显示，当压力达到预定值时，所述压力表(6)将压力信息反馈给所述控制器(14)，所述控制器(14)使所述供氢截止阀(8)和所述供氧截止阀(13)关闭；/n(2)所述计算机(15)向所述控制器(14)发出信号使激光器(1)发出脉冲激光束(3)，所述脉冲激光束(3)依次通过导光管(2)、全反射镜(4)、汇聚透镜(25)照射到所述吸收层(29)上，所述吸收层(29)材料迅速气化并电离产生高温高压的等离子体，高温高压的等离子体迅速膨胀产生的冲击波作用在所述金属板料(30)上，同时所述脉冲激光束(3)产生的高温高压的等离子体引爆所述压力室(27)中的氢气和氧气的混合体，气体爆炸产生的更高压力的冲击波作用在所述金属板料(30)上；所述金属板料(30)在所述脉冲激光束/n(3)诱导的冲击波和氢气和氧气混合气体爆炸产生的冲击波共同作用下快速向下运动，并最终贴合在所述凹模(19)的模腔上，完成所述金属板料(30)的冲击波成形。/n