鋁-鋰合金薄板激光彎曲成形技術(shù)的研究.pdf

1、激光彎曲成形是一種新的金屬板材成形工藝方法，一直以來都是國際上研究的熱點，在航空航天、汽車、造船、儀器儀表、微電子等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。國內(nèi)外學者對激光彎曲成形的研究，主要還是集中在不銹鋼與碳鋼等材料上，本文針對航空航天領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品自重不斷減輕的要求，對航空航天用鋁-鋰合金AA2090薄板(具有密度低、彈性模量高等顯著優(yōu)點)激光彎曲成形進行了研究。
　　 通過試驗研究，分別得出了在自然冷卻和水冷卻條件下激光功率、掃描速度、光斑

2、直徑、掃描次數(shù)、掃描線距自由端距離、板材寬度、板材厚度等影響激光彎曲成形的主要因素對板材激光彎曲成形的影響規(guī)律。
　　 利用正交試驗法理論，分別對在自然冷卻和水冷卻條件下的激光彎曲成形的工藝參數(shù)進行試驗設(shè)計和優(yōu)化，得出在自然冷卻條件下四個主要的與激光能量有關(guān)的工藝參數(shù)對鋁-鋰合金薄板激光彎曲成形影響的主次順序為：激光功率＞掃描速度＞掃描次數(shù)＞光斑直徑；在水冷卻條件下對鋁-鋰合金薄板激光彎曲成形影響的主次順序為：激光功率＞掃描次數(shù)

3、＞掃描速度＞光斑直徑；分別得出了在自然冷卻和水冷卻條件下的最優(yōu)工藝參數(shù)組合，并分別對其進行了試驗驗證，驗證結(jié)果良好。而且分別用沿圓板內(nèi)正方形、圓板內(nèi)四條相連圓弧、B樣條曲線三種不同的曲線掃描路徑，通過試驗驗證了正交試驗最優(yōu)工藝參數(shù)組合的正確性。
　　 通過控制激光的掃描路徑，針對不同的掃描路徑及三維形狀進行試驗研究。而且，研究發(fā)現(xiàn)當相鄰兩條平行掃描線間的間距S與光斑直徑D的比值(S/D)不同時，這時在該部分區(qū)域板材內(nèi)部產(chǎn)生的熱應(yīng)

4、力分布狀態(tài)的均勻性對該相鄰兩條掃描線的掃描方向敏感性便不同，并找出比值S/D的大小與掃描方向敏感性之間的關(guān)系，解決了板材掃描后產(chǎn)生扭曲現(xiàn)象的問題。
　　 最后，本文提出幾種新的曲線掃描方式(矩形波、鋸齒形、S形相切圓弧、螺旋線、平行線法)代替原直線路徑進行掃描，以對新的掃描方式進行探索研究。研究發(fā)現(xiàn)：用此幾種曲線掃描方式掃描后，板材變形均較均勻；特別是用平行線法掃描方式彎曲成形后，在彎曲的圓角處，板材表面的光滑程度良好，即板材能