不同冷却方式对激光加工CFRP的影响研究

来源：激光技术杂志2023年第2期北京时间：

作者：张炳涛, 周辽, 焦辉, 黄平, 张光辉, 黄宇星, 周嘉, 龙芋宏

摘要：为了探索不同冷却方式对激光加工的影响，采用水、气体以及水气复合3种不同冷却方式辅助激光加工碳纤维复合材料进行了对比研究，同时采用单因素实验研究了不同工艺条件对加工质量的影响，并分析了作用机理。结果表明，在3种冷却方式下，热影响区、槽深均随着功率、频率的降低而降低，随着扫描速率的增加而降低；在相同工艺参数下，水气复合辅助激光加工产生的热影响区最小，气体辅助激光加工产生的热影响区次之，水辅助激光加工产生的热影响区最大；当激光功率为2250 W、频率为1200 Hz、速率为120 mm/s时，水、气体以及水气复合3种不同冷却方式的热影响区分别为378 μm，283 μm，196 μm，槽深分别为401 μm，789 μm，647 μm；采用水气复合辅助激光加工可以在加工过程中实现较好的冷热平衡，获得最好的加工质量。该研究为更好地实现碳纤维复合材料低损伤加工提供了参考。

关键词：激光技术, 碳纤维复合材料, 冷却方式, 水气复合, 冷热平衡