脉冲激光参数对纯铜箔激光冲击增量成形中变形不均匀性的影响

摘要： 基于有限元模拟研究了纯铜箔激光冲击增量成形（LSIF）中变形不均匀性与脉冲激光参数的依赖关系。采用成形深度、角度、轮廓及极限波动值评估零件成形偏差，通过数码显微镜观测成形件底面形貌。系统分析了脉冲激光能量、光斑直径和重叠率对LSIF变形不均匀性的影响。研究表明：由于LSIF的局部加载历程，成形件沿冲击方向和走行方向的形状与尺寸存在差异——沿冲击方向不同位置的成形深度和角度各异，而沿走行方向成形轮廓呈现周期性变化。适当提高激光能量可改善两个方向的变形不均匀性，成形轮廓特征取决于所选光斑直径，过小光斑可能引发回弹效应导致成形精度下降。重叠率对成形件表面形貌影响显著，当重叠率达80%时，自由端畸变会使走行方向极限波动值增大。在给定工艺条件下，推荐采用1100 mJ激光能量、2.5 mm光斑直径及60%重叠率以获得高成形质量的直线通道。