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激光焊接技術在玻璃上的應用?

時間:2019-02-28 03:08:37 來源:本站 作者:admin
  技術背景:
    隨著激光技術的飛速發展,激光被廣泛應用于各種材料的焊接。傳統激光光源作為一種透明易碎的材料,由于其熱膨脹系數大,在焊接過程中很容易被破壞,不適合傳統激光焊接加工。
  通常激光焊接玻璃、塑料等透明材料有兩種主要方法。一種是在焊接界面涂上不透明顏料或添加中間層以提高激光吸收率。界面附近材料吸收的激光溫度升高,透明材料通過熔化和凝固連接起來。另一種方法是使用特殊的焊接光源進行焊接。利用高功率密度激光,在透明材料之間產生非線性吸收,形成有效的焊點。越來越多的科研工作者和工程師將目光投向了激光焊接加工專用光源的應用。
  研究現狀:
    近年來,利用特殊光源先后實現了玻璃、玻璃和單晶硅的各種焊接。采用特殊激光單線/多線掃描,實現玻璃焊接和密封。采用激光將100米厚的玻璃端蓋微焊到微結構光纖上,成功地焊接了標準光纖和微結構光纖的端蓋。采用波長為1558nm的激光,成功地實現了異質玻璃與玻璃、硅片之間的焊接,分別獲得了9.87MPa和3.74MPa的焊接強度。
  然而,大多數學者對激光焊接玻璃的結果進行了研究,發現焊接熔接區呈水滴狀,主要由三部分組成,即頂部的圓孔、中部的熔接區和底部的微小孔形成的線性結構。頂部和底部的空腔容易產生應力集中、參數控制差和裂紋。此外,由于其水滴結構,行距控制不當可能導致不連續和未成形的焊縫。
激光