摘要：为了解决激光连接碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）/钢异质接头中的缩孔问题,采用光纤激光对GMW2钢板进行高速毛化试验,系统研究了激光功率、扫描速度、扫描长度和扫描次数对微凸起宽度和高度的影响,并利用高速摄像实时观察了毛化过程。结果表明,微凸起宽度与熔池宽度相当,增加激光功率或减小扫描速度将导致熔池宽度增加,微凸起宽度也将增加;而扫描长度和扫描次数不影响熔池的宽度,因此微凸起宽度也不发生变化。微凸起高度由蒸气压力、表面张力和液体动压力决定,激光功率增加将导致蒸气压力的增加和表面张力的减小,液态金属向熔池尾部流动的驱动力增大,适当地增加激光功率有利于微凸起的长高,但激光功率过高将产生大量飞溅,导致微凸起高度不稳定;随着扫描速度的增加,蒸气压力、表面张力和液体动压力都将发生变化,熔池液体流动的驱动力和阻力存在竞争关系,导致微凸起高度呈先增加后减小的趋势;扫描长度增加,蒸气压力水平分量增大,驱动力增加,微凸起高度逐渐增大。

关键词：激光技术 高速激光毛化 微凸起几何形貌特征 毛化工艺控制 汽车钢板 

单位：清华大学机械工程系激光加工研究中心 北京100084 清华大学先进成形制造教育部重点实验室 北京100084