本发明公开了基于激光冲击的可调金属薄板剪切变形连接装置及其方法,该装置包括激光发生系统、计算机控制系统和剪切变形连接系统;激光发生系统包括纳秒脉冲激光发射器、反射镜、聚焦镜、聚焦镜支架和工作台;计算机控制系统包括激光发生控制器、计算机、液压控制装置和三维移动调整控制装置;所述剪切变形连接系统包括压边定位装置、工件系统、组合成形模具、组合模具装卸装置和三维移动调整平台;本发明采用纳秒脉冲激光作为间接能量源,通过组合模具实现了同种或异种的多层金属薄板的剪切变形连接,获得在连接平面内较高的扭转强度和剥离强度,垂直方向上亦拥有可靠的连接强度。
1.基于激光冲击的可调金属薄板剪切变形连接装置,其特征在于,包括激光发生系统、计算机控制系统和剪切变形连接系统;所述激光发生系统包括纳秒脉冲激光发射器(10)、反射镜(9)、聚焦镜(8)、聚焦镜支架(7)和工作台(1);所述聚焦镜支架(7)垂直安装在工作台(1)上;所述聚焦镜支架(7)上安装有与工作台(1)平行的聚焦镜(8),且聚焦镜(8)置于经过45°布置的反射镜(9)反射的由纳秒脉冲激光发射器(10)发射出的激光的光路中心;所述计算机控制系统包括激光发生控制器(11)、计算机(12)、液压控制装置(13)和三维移动调整控制装置(14);所述激光发生控制器(11)、液压控制装置(13)、三维移动调整控制装置(14)均与计算机(12)相连;所述激光发生控制器(11)与纳秒脉冲激光发射器(10)相连,用于控制调整纳秒脉冲激光发射器(10)发射激光的状态;所述三维移动调整控制装置(14)与三维移动调整平台(2)相连,用于控制三维移动调整平台(2)的移动;所述液压控制装置(13)与液压缸(15)相连,用于控制单杆双作用液压缸(15)不同工位工作状态;所述剪切变形连接系统包括压边定位装置(6)、工件系统(5)、组合成形模具(4)、组合模具装卸装置(3)和三维移动调整平台(2);所述组合成形模具(4)包括左剪切模(18)、右剪切模(19)、凹模砧板(20)和凹模支撑(21);所述左剪切模(18)和右剪切模(19)结构相同,且对接组成十字形剪切槽型凹模,该十字形剪切槽型凹模置于凹模支撑(21)上表面;所述凹模支撑(21)通过螺栓与组合模具装卸装置(3)中基座(17)相连接;凹模支撑(21)上表面中心处设置有槽A,槽A内放置有凹模砧板(20),且凹模砧板(20)置于十字形剪切槽型凹模的正下方;所述组合模具装卸装置(3)包括基座(17);所述基座(17)安装在三维移动调整平台(2),基座(17)上表面左右两侧对称安装有液压缸(15),液压缸(15)的活塞杆上安装有连接块(16);左右布置的连接块(16)上分别安装有左剪切模(18)和右剪切模(19);所述工件系统(5)从上到下包括有掩膜(22)、约束层(23)、吸收层(24)、上层薄板(25)和下层薄板(26);工件系统(5)通过左右布置的压边定位装置(6)放置于组合成形模具(4)中心位置,且置于激光光路的中心上;所述凹模支撑(21)上,且沿左剪切模(18)、右剪切模(19)移动方向上设置有导轨,用于对左剪切模(18)、右剪切模(19)导向与定位;所述凹模砧板(20)与槽A之间设置垫片,从而控制上层薄板(25)和下层薄板(26)的剪切变形深度。
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