Ученые из Университета Хериот-Ватт сварили стекло и металл с помощью сверхбыстрой лазерной системы, что стало прорывом в обрабатывающей промышленности.
Различные оптические материалы, такие как кварц, боросиликатное стекло и даже сапфир, были успешно сварены с металлами, такими как алюминий, титан и нержавеющая сталь , с использованием лазерной системы Heriot-Watt, которая обеспечивает очень короткие пикосекундные импульсы инфракрасного света в дорожках вдоль материалов для сплавления. их вместе.
Новый процесс может преобразовать производственный сектор и найти прямое применение в аэрокосмической, оборонной, оптической и даже в медицинской сферах.
Профессор Дункан Хэнд, директор пятиуниверситетского Центра инновационного производства в лазерных производственных процессах, базирующегося в Heriot-Watt, сказал: «Традиционно было очень трудно сваривать разнородные материалы, такие как стекло и металл, из-за их различных тепловых характеристик. свойства - высокие температуры и очень разные тепловые расширения приводят к тому, что стекло разбивается.
«Возможность сваривать стекло и металлы станет огромным шагом вперед в гибкости производства и дизайна.
«В настоящее время оборудование и изделия, в состав которых входят стекло и металл, часто скрепляются клеями, которые неудобно наносить, а детали могут постепенно расползаться или двигаться. Дегазация также представляет собой проблему — органические химические вещества из клея могут постепенно может привести к сокращению срока службы продукта.
«Этот процесс основан на невероятно коротких импульсах лазера. Эти импульсы длятся всего несколько пикосекунд — пикосекунда в секунду подобна секунде по сравнению с 30 000 лет.
«Свариваемые детали располагаются в тесном контакте, а лазер фокусируется через оптический материал, чтобы обеспечить очень маленькое и очень интенсивное пятно на границе раздела двух материалов — мы достигли мегаваттной пиковой мощности на площади всего в несколько микрон. через.
«Это создает микроплазму, похожую на крошечный шар молнии, внутри материала, окруженного сильно замкнутой областью расплава.
«Мы проверили сварные швы при температуре от -50°C до 90°C, и сварные швы остались неповрежденными, поэтому мы знаем, что они достаточно прочны, чтобы выдерживать экстремальные условия».
