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通过改变激光束能量、光斑直径、扫描速度、扫描次数以及板材厚度对AISI304不锈钢板料进行弯曲试验，分析了在水冷却条件下各工艺参数对弯曲变形的影响，探讨了基于水冷却的板料热应力成形规律，并通过正交试验对相关工艺参数进行了优化。试验结果表明：0．6mm厚度的不锈钢板在线能量密度小于80J／mm时，工件不产生变形；在150～180J／mm范围内，热应力成形的效果最佳；扫描次数、光斑直径以及板材厚度对弯曲变形的影响较大。同时对水冷却条件下工件表面烧蚀及成形稳定性进行评估，提出了基于水冷却的板料激光热应力成形的新