CFRP激光加工热致损伤形貌研究

摘要：

为提高碳纤维增强树脂基复材(CFRP)加工质量和效率,本文采用波长1 064 nm的Nd:YAG激光器对CFRP平板试样进行切割试验,利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪等仪器对加工后组织的显微形貌、元素成分进行了测试.结果 表明,CFRP经激光加工后存在热变形、微孔洞、微裂纹等多种热损伤形式,与母材相比热影响区内材料发生了脱氧碳化,未发生氮化.激光切割质量与激光加工参数密切相关,调节工艺参数可抑制但无法彻底消除热致损伤,获得了激光高质量切割CFRP的工艺窗口:脉冲宽度τ≤0.3 ms、脉冲频率f≤30 Hz,吹气压力Pa≥0.7 MPa,扫描速度u≥100 mm/min,激光功率P≤150 W.最后采用优化的工艺参数组合,在保证切割效率的前提下,获得了平均热影响区深度小于120 μm的切缝.

关键词：碳纤维增强树脂基复材、YAG激光、切割、热致损伤

所属期刊栏目：40

分类号：TN249(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家科技重大专项2017-I-0001-0001

在线出版日期：2020-12-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：691-696