激光功率对激光加工CFRPs热损伤影响研究

作者：段自海; 梁群; 陈嘉辉; 冯喜平^*

来源：激光杂志, 2023, 44(02): 19-24.

DOI：10.14016/j.cnki.jgzz.2023.02.019

• 激光技术
• CFRPs
• 激光功率
• 热影响区(HAZ)
• 数值模拟

激光加工通过迅速升温实现材料去除,能够克服传统碳纤维增强复合材料(CFRPs)加工过程中出现的热损伤而导致的加工质量问题,成为了CFRPs精密加工的先进技术。为探究激光功率对CFRPs切割过程的影响机理,针对CFRPs激光切割过程,建立了综合考虑激光功率分布特性、材料相变烧蚀特性、材料各向异性和空气对流的三维介观耦合模型,应用COMSOL5.6进行了数值模拟。模拟结果表明,环氧树脂的烧蚀量随时间的变化呈三次函数关系,碳纤维的烧蚀量呈一次函数关系,且环氧树脂的去除速率高于碳纤维去除速率。此外,热影响区(HAZ)宽度随激光功率增大而增大,随时间变化呈三次函数关系。

• 单位
  西北工业大学