1。1。1 激光弯曲成形的特点
当使用激光照射板材的表面时,板材被照射的部位依次经历加热和冷却两个阶段。在板材照射部位内部会产生相应的热应力,从而产生塑性变形[10]。
1) 加热阶段
高能量的激光束照射到板材表面,使板材被照射部位在短时间内急剧升温,而没有受到照射的部位,其温度在这段时间内没有发生明显的变化,所以靶材被照射部位沿着板厚方向和靶材表面形成非均匀的温度场[11]。
2) 冷却阶段
激光束停止照射后,板材被照射部位开始自然散热,高温部位的热量快速向周围的材料传递,下表面的温度逐渐升高,从而达到热平衡状态。
1。1。2 激光弯曲成形的机理
1) 温度梯度机理文献综述
温度梯度机理作为激光弯曲的机理如图1所示。由于激光照射表面被激光束快速加热,沿板厚方向的传热相对较慢,在板厚方向形成一个很陡的温度梯度,导致沿板厚方向不同的热膨胀,在板厚方向形成一个很陡的温度梯度,导致沿板厚方向不同的热膨胀,激光照射的上表面的热膨胀比下表面要大,产生弯矩导致反弯出现[1]。随着加热的进行,弯矩是背离激光朝下的,并且材料的屈服度随着温度的上升而降低。一旦热应力达到与温度有关的屈服应力时,由于加热区域周围材料的约束,任何增加的热膨胀都会转变成塑性压缩应变。在冷却期间,上层材料再次收缩,又因为其在加热时被压缩,因而板的上表面部分出现局部缩短,这就是导致试板产生朝着激光光束方向的变形[2]。通常,温度梯度机理用于直线弯曲厚板的正弯中,为了产生更大的弯曲角度,可反复扫描照射材料上表面来达到。