CFRP硅油辅助皮秒激光低损伤制孔工艺

来源：激光与红外杂志2023年第12期北京时间：

作者：陈兴华

单位：华中科技大学机械科学与工程学院,湖北 武汉 430074；

摘要：皮秒激光加工具有峰值能量高、脉冲作用时间短等特点,是碳纤维复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)孔切割的重要手段。但是碳纤维和树脂基体的热物性存在较大差异,激光脉冲能量累积与传导行为,致使热损伤难以避免。本文提出一种CFRP硅油辅助皮秒激光制孔工艺,研究硅油对孔内部缺陷、热影响区(Heat affected Zone,HAZ)、孔圆度及锥度的影响。研究表明,与皮秒激光制孔相比,硅油辅助制孔质量显著提高:切口处无基体损伤,孔内壁面无裂纹,仍存在轻微的纤维裸露；孔表面HAZ减至41μm(重复频率200kHz、扫描速度1800mm/s)；激光重复频率200kHz、扫描速度600mm/s时锥度减小1609。综上,硅油有助于调控CFRP激光制孔损伤:改善微观缺陷,抑制热影响区,降低锥度等。

关键词：激光切割;CFRP;硅油;HAZ;锥度

基金资助：广东省基础与应用基础研究基金项目(No.2020A1515011393)资助。