铝合金激光打孔方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN104275554104275554A(43)申请公布日2015.01.14(21)申请号201310284493.1(22)申请日2013.07.08(71)申请人深圳市大族激光科技股份有限公司地址518000广东省深圳市南山区高新技术园北区新西路9号(72)发明人肖华朱宝华高云峰(74)专利代理机构深圳中一专利商标事务所44237代理人张全文(51)Int.Cl.B23K26/384(2014.01)B23K26/064(2014.01)B23K26/70(2014.01)C23F1/02(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图2页附图2页(54)发明名称铝合金激光打孔方法及装置(57)摘要本发明适用于激光加工技术领域，提供了一种铝合金激光打孔方法，旨在解决如何消除现有技术中铝合金激光打孔所形成的通孔锥度的问题。该铝合金激光打孔方法包括以下步骤：激光打孔、配置溶液以及腐蚀通孔。本发明还提供了一种铝合金激光打孔装置。该铝合金激光打孔方法采用激光束在铝合金表面加工通孔，且该通孔具有锥度，并利用化学溶液与铝合金发生化学反应以消除通孔锥度，从而获得无锥度的通孔，该方法加工效率高，且铝合金不发生形变。CN104275554ACN104275ACN104275554A权利要求书1/1页1.一种铝合金激光打孔方法，其特征在于，包括以下步骤：激光打孔：采用激光束在铝合金工件表面上加工通孔，所述通孔内壁具有锥度；配置溶液：配置具有腐蚀性的化学溶液；以及腐蚀通孔：将所述化学溶液注入所述通孔内以对所述通孔的锥度进行冲击腐蚀。2.如权利要求1所述的铝合金激光打孔方法，其特征在于，所述激光打孔的步骤中还包括以下步骤：激光器生成所述激光束；提供用于传输所述激光束的光学系统；以及所述光学系统将所述激光束聚集至所述铝合金工件表面。3.如权利要求1所述的铝合金激光打孔方法，其特征在于，所述激光束为单脉冲激光束或者多脉冲激光束。4.如权利要求1所述的铝合金激光打孔方法，其特征在于，所述激光打孔的步骤中还包括采用辅助性气体加速所述铝合金排出。5.如权利要求1至4任意一项所述的铝合金激光打孔方法，其特征在于，所述化学溶液的压力范围为1～10MPa。6.如权利要求1至4任意一项所述的铝合金激光打孔方法，其特征在于，所述化学溶液为可溶解所述铝合金的碱性溶液或者酸性溶液。7.如权利要求6所述的铝合金激光打孔方法，其特征在于，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液，所述酸性溶液为硝酸、磷酸、醋酸、盐酸、硫酸中的一种或者多种的混合溶液。8.如权利要求1至4任意一项所述的铝合金激光打孔方法，其特征在于，所述化学溶液的温度高于室温。9.一种铝合金激光打孔装置，包括产生激光束的激光器、提供所述激光器能量并控制所述激光束输出方式的电气控制部、将所述激光器产生的所述激光束聚焦至铝合金工件的加工部位的光学系统以及用于放置所述铝合金工件的工作平台，所述激光束在所述铝合金工件上加工具有锥度的通孔，其特征在于，还包括输入化学溶液以注入所述通孔内的喷嘴，所述化学溶液冲击腐蚀具有锥度的所述通孔。10.如权利要求9所述的铝合金激光打孔装置，所述光学系统包括用于对所述激光器产生的激光束进行扩束处理的扩束准直镜、对扩束处理后的所述激光束进行反射作用的反射镜以及将所述反射镜发射的所述激光束聚集并入射至所述工作平台上的所述铝合金工件表面的聚焦镜。2CN104275554A说明书1/4页铝合金激光打孔方法及装置技术领域[0001]本发明属于激光加工技术领域，尤其涉及一种铝合金激光打孔方法及装置。背景技术[0002]铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金加工通孔构件的需求日益增多，使铝合金的通孔加工研究也随之深入。[0003]传统的铝合金加工通孔的方法有模冲、钻床钻孔以及电火花，然而，这些加工方法均无法克服铝合金材料形变及加工效率的问题，例如，模冲加工对冲头的要求高且能满足加工效率要求，但是形变严重；钻床钻孔的效率低、形变相对较小，但钻头耗损成本高；电火花打孔可以满足形变要求，但效率低下，加工过程中容易产生变质层，需进一步去除，而且工作液即油雾容易附着在铝合金的内外表面，难以一次性清洗干净，增加了后续处理难度。[0004]激光打孔属于非接触加工方法，速度快、效率高、无工具耗损且无变形，能获得较高的经济效益，尤其在加工高硬度、高熔点材料时，具有传统加工方法无法比拟的优势。但是，一般的激光打孔方法所形成的通孔都有一定的锥度，无法满足通孔的形状要求。发明内容[0005]本发明的目的