文档介绍：,,激光束扫描金属薄板时, 被照射区域瞬间被加热至高温状态,从而在加热区的板厚方向上形成了对空间和时间梯度都很大的不均匀温度场,加上周围冷态材料的约束,使得该温度场所诱发的热应力超过了随温度变化的屈服极限,从而使板料产生了热塑性变形。通过调整激光加工参数和选择合适的扫描轨迹就能够成形任意的弯曲件和锥形件等三维曲面零件,因而激光热应力成形实现了无模成形。
最近二十年里,激光热应力成形技术的研究工作取得的巨大的进步。,自1988年起,利用激光热应力成形已先后制造出了筒形件、球形件、波纹管等,其研究成果已在美国,日本,欧共体申请了技术专利。, 进行了汽车覆盖件的柔性校平和其他成形件的成形。美国学者Y Lawrence Yao等对板料的三维激光弯曲成形方法进行了有益的研究,首先根据待成形形状利用有限元模拟计算出所需的应变场,然后根据平面应变、弯曲应变和温度梯度机理之间的关系得到激光扫描路径,从而能够制造出复杂的三维形状,。国内对激光热应力成形的研究起步较晚,在90年代后,燕山大学、西北工业大学、山东大学等单位的学者相继开始从事激光热应力成形技术的研究,并取得了一定的成果。
激光热应力成形技术是一种先进的柔性塑性加工方法,与常规成形技术相比, 激光热应力成形具有一些独特的优势:无需任何形式的外力;不受模具限制;可成形在常温下难于成形的脆性材料。但激光热应力成形技术中还存在一些问题有待于进一步深入的研究:影响激光成形的因数较多;成形件表面质量较差,成形后有害的残余拉应力影响产品的使用性能等。

激光冲击成形是江苏大学张永康,周建忠等人在激光冲击强化的研究基础上提出的一种新的板料成形方法。,当高能短脉冲激光束穿过透明约束
层照射到涂覆在金属板料表面上的能量吸收层时,吸收层部分瞬间汽化,蒸汽温度快速升高并形成等离子体爆炸,结果施与靶面一个冲击载荷,形成冲击波传入材料内部,当冲击波的压力大于板料的动态屈服极限时,板料就发生拉胀式塑性变形。。另外如果采用多次、多点的冲击方法,就能实现大面积板料的冲压成形。所示,为采用一定程度的光斑重叠度对TA2方板进行多点激光冲击后得到的变形图。
江苏大学的激光技术课题组对激光冲击成形这一新技术进行了深入的研究,并取得了丰硕的成果。周建忠等人用实验的方法对锻铝、不锈钢等材料进行了实验研究,总结了激光脉冲的能量、脉宽、光斑直径的大小、材料力学性能等参数对板料变形量的影响〔28-29l。吉维民,王广龙等用ABAQUS 软件对金属板料的激光冲击变形进行了数值模拟研究,获得了与实验结果相接近的形状〔30-311。此外张雷洪等对激光斜冲击成形进行了较为深入的研究【321,高立等对激光多点大面积冲击成形进行了有益的探索研究【33】。激光冲击成形是一种全新的板料塑性成形工艺,与传统的板料拉伸成形相比, 具有显著特点:变形压力高(GPa级),