[发明专利]基于激光冲击波技术的金属变径管成形的方法和装置

权利要求书

1.一种基于激光冲击波技术的金属变径管成形的方法，其特征在于该方法具体步骤如下：

（1）先将待成形的金属变径管管坯放入分体式模具中，分体式模具型腔的表面装有保护垫，调整分体式模具和金属变径管管坯的相对位置并固定，分体式模具固定在支架上，支架固定在工作台上；

（2）在金属变径管管坯内部插入堵杆，堵杆上端部涂有有效吸收激光能量的吸收层，吸收层为黑漆，调节堵杆上端部与分体式模具型腔的相对位置，使堵杆上端部接近于分体式模具的型腔，然后向金属变径管管坯中注水作为约束层；

（3）由激光发生器发出的受控并优化后的激光脉冲束，沿金属变径管管坯的轴线进入其内部，并辐照在堵杆上端部的吸收层上，金属变径管管坯不处在激光辐照的区域内，吸收层吸收激光的能量后气化、电离，形成高压等离子体，高压等离子体急速向外膨胀形成向外传播的高幅冲击波，该高幅冲击波对金属变径管管坯施压，使金属变径管管坯与分体式模具的型面贴合；

（4）抽出堵杆，打开分体式模具，取出金属变径管管件。

2.一种基于激光冲击波技术的金属变径管成形的装置，其特征在于：该装置包括激光发生器、导光系统、工件装夹系统和控制系统，其中导光系统包括导光管、全反镜、冲击头，导光管始端连着激光发生器、导光管依次把全反镜和冲击头连接起来，导光管的终端对着工件装夹系统；工件装夹系统包括金属变径管管坯、分体式模具、保护垫、堵杆、吸收层、约束层、支架、工作台，所述堵杆的上端部涂有吸收层并插入金属变径管管坯中，堵杆的上端部接近于分体式模具的型腔，吸收层上部为约束层，金属变径管管坯和分体式模具固定在支架上，堵杆和支架固定在工作台上；控制系统包括计算机和控制器，控制信息由计算机输入，传递给控制器以控制激光发生器发出的激光参数及工件装夹系统的运动。