傳統(tǒng)上,焊接僅限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。但是現(xiàn)在,赫瑞-瓦特大學(xué)(Heriot-Watt University)的科學(xué)家聲稱采用了一種突破性方法,可以將玻璃和金屬等材料焊接在一起,這要?dú)w功于超快激光脈沖。 目前的技術(shù)無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融化,并且它們響應(yīng)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?qū)⒉AШ徒饘俸附釉谝黄饘⑹侵圃旌驮O(shè)計(jì)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說道,該中心開發(fā)了這項(xiàng)新技術(shù)。“目前,涉及玻璃和金屬的設(shè)備和產(chǎn)品通常由粘合劑粘在一起,粘合劑應(yīng)用起來很麻煩,零件會(huì)逐漸松動(dòng)或移動(dòng)。釋氣也是一個(gè)問題 - 粘合劑中的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)逐漸釋放出來可能導(dǎo)致產(chǎn)品壽命縮短。” 這項(xiàng)新技術(shù)適用于光學(xué)材料,如石英、硼硅酸鹽玻璃和藍(lán)寶石,現(xiàn)在可焊接到鋁、不銹鋼和鈦等金屬上。這個(gè)過程的關(guān)鍵是一個(gè)紅外激光器,可以在幾皮秒的范圍內(nèi)發(fā)射脈沖。 “要焊接的部件緊密接觸,激光通過光學(xué)材料聚焦,在兩種材料之間的界面處提供非常小且高強(qiáng)度的光點(diǎn) - 我們在幾微米的面積上實(shí)現(xiàn)了兆瓦的峰值功率,”Duncan Hand解釋道。“這會(huì)在材料內(nèi)部形成一個(gè)像微小閃電球一樣的微等離子體,周圍環(huán)繞著高度密閉的熔化區(qū)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(jiān)固,可以應(yīng)對(duì)極端條件。“ 該團(tuán)隊(duì)正在與專家合作開發(fā)激光加工原型系統(tǒng),因此該方法可以商業(yè)化用于制造業(yè)。
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