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。

采用化学试剂制备了MgO掺量为6%的高镁硅酸盐水泥熟料, 利用X射线衍射结合Rietveld、岩相分析和扫描电镜等方法, 研究了随炉慢冷、风冷和液氮淬冷等3种冷却方式对铝率(IM)分别为0.64、1.10和3.00的3种高镁硅酸盐熟料的矿物组成、C3S晶型、MgO固溶、方镁石形成及形貌等的影响。结果表明: 淬冷方式有助于稳定M3型C3S的存在, 阻止C3S向T3晶型转变, 并且这和IM变化没有明显联系。在低IM慢冷和高IM淬冷的熟料中, C3S含量均相对较高。冷却速率高可以抑制方镁石析晶。这种抑制效果在低IM熟料中显得更为明显。熟料淬冷能使C3S晶体形貌保持完整, 同时方镁石晶体则呈现细小的圆粒状。

采用有限元法,以光纤耦合LD端面泵浦Nd:YAG激光器为例,模拟了三种冷却方式下,激光晶体的温度分布;分析了不同冷却方式对晶体温度分布和端面形变的影响;计算了不同对流换热系数和冷却水温度对晶体温度的影响.结果表明:在晶体侧面水冷时,改变对流换热系数和液体温度只能改变晶体的整体温度,对温度分布的均匀性几乎没有影响;三种冷却方式中,泵浦端水冷情况下晶体温度最低,端面形变量最小.