Прорыв в производстве: ученые смогли сварить стекло и металл вместе.
Март 6, 2019
Ученые из университета Гериот-Ватта успешно сварили стекло и металл с помощью сверхбыстрой лазерной системы, что стало прорывом для обрабатывающей промышленности. Новый процесс сварки может преобразовать производственный сектор, устранив потребность в клеях, увеличив срок службы и предложив большую гибкость конструкции. Этот процесс будет также иметь прямое применение в аэрокосмической, оборонной, оптической и даже медицинской областях.
Профессор Дункан Хэнд, директор Центра инновационного производства на базе лазера EPSRC, говорит: «Традиционно было очень трудно сваривать друг с другом разнородные материалы, такие как стекло и металл, из-за их различных термических свойств - высокие температуры и различные тепловые расширения приводят к разрушению стекла».
В течение нескольких лет университет работал над концепцией использования ультрабыстрых (пикосекундных) импульсных лазеров для прямого соединения сильно отличающихся друг от друга комбинаций материалов. Ранее считалось, что такой тип сварки невозможен из-за очень большой разницы в коэффициентах теплового расширения и, следовательно, растрескивания, которое часто происходит при сварке стекла.
Ученые также описали еще один аргумент в пользу сверхбыстрой лазерной сварки. Это помогло бы перевести лазерное производство из квалифицированного процесса сборки в гораздо более дешевый автоматизированный процесс производства. Ряд материалов, таких как кварц, боросиликатное стекло и даже сапфир, были успешно приварены к таким металлам, как алюминий, титан и нержавеющая сталь с помощью лазерной системы Heriot-Watt. Лазерная система выдает очень короткие, пикосекундные (с точностью до одной триллионной доли секунды) импульсы инфракрасного света в треках вдоль материалов, чтобы сплавить их вместе.
Профессор Хэнд объясняет: «Свариваемые детали находятся в тесном контакте, и лазер фокусируется через оптический материал, обеспечивая очень маленькое и очень интенсивное пятно на границе раздела между двумя материалами - мы достигли максимальной мощности в несколько микрон в поперечном направлении. Это создает микроплазму, подобно крошечному шарику молнии, внутри материала, окруженного высокоточной областью расплава. Мы провели испытания сварных швов при температурах от -50C до 90C, и сварные швы остались неповрежденными и достаточно прочными, чтобы выдерживать экстремальные условия».
Источник: ekovolga.com
Похожие новости:
