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采用超快激光脈沖焊接金屬和玻璃

2019-03-06 來(lái)源:cnBeta

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中玻網(wǎng)】據了解,赫瑞-瓦特大學(xué)(Heriot-Watt University)的科學(xué)家聲稱(chēng)采用了一種打破性方法,可以將玻璃和金屬等材料焊接在一起,這要歸功于超快激光脈沖。傳統上,焊接僅有于具有相似特性的材料,因此即使將鋁和鋼焊接在一起也很難。

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  目前的技術(shù)無(wú)法很好地將金屬和玻璃焊接在一起。它們需要不同的溫度來(lái)融化,并且它們響應于熱量而不同地膨脹。還有其他制造方法可以讓它們粘在一起,但是效果并不理想。

  “能夠將玻璃和金屬焊接在一起將是制造和設計靈活性的一大進(jìn)步,”EPSRC激光生產(chǎn)工藝創(chuàng )新制造中心主任Duncan Hand說(shuō)道,該中心開(kāi)發(fā)了這項新技術(shù)?!澳壳?,涉及玻璃和金屬的設備和產(chǎn)品通常由粘合劑粘在一起,粘合劑應用起來(lái)很麻煩,零件會(huì )逐漸松動(dòng)或移動(dòng)。釋氣也是一個(gè)問(wèn)題-粘合劑中的農業(yè)生產(chǎn)體系化學(xué)物質(zhì)逐漸釋放出來(lái)可能導致產(chǎn)品壽命縮短?!?/p>

  這項新技術(shù)適用于光學(xué)材料,如石英、硼硅酸鹽玻璃和藍寶石,現在可焊接到、不銹鋼和鈦等金屬上。這個(gè)過(guò)程的關(guān)鍵是一個(gè)紅外激光器,可以在幾皮秒的范圍內脈沖。

  “要焊接的部件緊密接觸,激光通過(guò)光學(xué)材料聚焦,在兩種材料之間的界面處提供非常小且高度度的光點(diǎn)-我們在幾微米的面積上實(shí)現了兆瓦的峰值功率,”Duncan Hand解釋道?!斑@會(huì )在材料內部形成一個(gè)像微小閃電球一樣的微等離子體,周?chē)h(huán)繞著(zhù)高度密閉的熔化區域。我們在-50°C至90°C(-58°F至194°F)的溫度下測試了焊縫。焊縫保持完好,因此我們知道它們足夠堅固,可以應對較端條件?!?/p>

  該團隊正在與相關(guān)人士合作開(kāi)發(fā)激光加工原型系統,因此該方法可以商業(yè)化用于制造業(yè)。

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