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玻璃也能焊接了?激光焊接玻璃,每年將節省千萬更換費用

發布:2022-03-11 10:19作者:www.yattendonparish.com點擊:997次

玻璃也能焊接了?激光焊接玻璃,每年將節省千萬更換費用。自激光器發明以來,制造商逐漸發展并創造了許多獨特的功能設備來提高生產力和質量,增加生產能力并最終支持業務增長和收入。在所有領域。另一方面,使用超短脈沖激光器可以通過研磨固體或在太陽能電池板中雕刻密集而狹窄的線條來提高效率,從而減少昂貴材料的消耗;另一方面,具有獨特材料相互作用的超短脈沖激光器的開發為新應用的開發提供了優勢。超短脈沖激光的優勢在透明材料,尤其是玻璃的處理上尤為明顯。
激光在玻璃加工中變得流行主要是由于它們與材料的非線性相互作用。與諸如連續波 (CW) 激光器等較大脈沖寬度的激光器相比,超快激光器(將一些激光能量限制在飛秒或皮秒級)與透明材料相互作用,允許集中、多光子吸收并導致所有其他非線性現象。無源導電材料。厚材料吸收激光能量會導致結構變化,并且在脈沖的短時間內,熱效應會降低,從而減少材料的熔化和開裂。在實踐中,先進的鏡頭用于密切監測透明材料的非線性吸收和結構變化。
在某些情況下,熱暴露在激光治療中很有用。超短脈沖激光可以治療熱效應。超短脈沖、高再現 (PRF) 激光在玻璃上的精確聚焦產生了蓄熱效應,在玻璃表面下形成了一個幾乎球形的局部熔化區。最初,超快激光的非線性吸收和非常重復的熱效應被用于制造塊狀玻璃光纖,因為玻璃的熔化/強化會導致材料密度發生變化,從而導致折射率發生變化。玻璃。折射。 ?
該研究還表明,如果激光瞄準兩塊玻璃之間的邊界,則可以實現玻璃焊接。雖然在之前的研究中只使用飛秒激光器進行玻璃焊接,但研究人員發現高重復率的高功率皮秒激光器也可以用于玻璃焊接。
其他材料的集成,例如玻璃-玻璃或玻璃-金屬,在許多行業中都有很大的不同,包括消費電子、芯片實驗室、微光學元件和醫療設備。拱。關節經常遭受長期僵硬、老化和氣體流失。無膠粘合方法,例如陽極氧化,也有一些缺點。陽極的連接可能性是有限的,并且通常對高溫和長時間的電場敏感。
另一方面,激光允許非常局部的焊接,在兩種材料之間不需要電源,并且可以在熱敏設備(電、聚合物等)附近進行加工。
眾所周知,非常直的光束和高重復率的組合是該過程的理想選擇。出于這個原因,研究人員使用了具有短焦距(NA = 0.5)和在 MHz 激光范圍內皮秒重復率的固定光學系統。據,直到...為止。經驗。當然可以焊接更大的數碼孔,但是數碼膜越大,工作長度、焊接材料的厚度和接縫的深度就越短。
玻璃穿透微焊接
將玻璃焊接到玻璃上時,將兩個 1 毫米厚的鈉鈣玻璃(通常用作板)連接起來,以確保界面處沒有氣孔或污染。將兩杯石灰放在 Newport Presion 2D XY 場景上,并將激光聚焦在兩杯之間的界面上。 ? 可調參數:平均功率、激光重復率和掃描速度。焊接工藝經過評估和優化,以確保焊接的連續性并減少玻璃破損。如果平均功率為 5 W,刷新率為 10 MHz,采樣率為 25 mm/s,您將獲得最佳焊接電流板。
焊縫是肉眼看不見的,幾乎看不見。在顯微鏡下,我們看到一個排水相當差的區域,寬約 30 m,距霧區兩側中心約 25 m。在中央治療區,您會發現一個定時游泳池。相鄰關節髖之間的距離約為20 m,大于心跳之間的距離(<1 m)。它可以是等離子或。溶解減少了樹的焦點,導致材料的非線性吸收減少,從而阻止等離子體的形成或融合,最終樹回到其理想的焦點狀態。 ? 該過程在激光路徑中發生多次,從而形成所述邊緣池的周期性結構。這種周期性調制模式在中間范圍之外是不可見的,表明在激光焊接過程中保持了相對穩定的熱平衡。
焊縫的平均圖像顯示,焊縫形成長撕裂狀,與現有文獻相符。每個焊縫的中心和不同強度的外部激光變換都平滑且不間斷。兩個相鄰焊縫之間也有明顯的邊界。
玻璃微罐玻璃焊接
在某些制造過程中,點焊可能高于連續焊絲。為了開發這種方法,研究人員不是用界面而是用同樣大的玻璃板進行實驗,其中玻璃和玻璃的結合行為是光學接觸。研究人員正在針對靜態焊接特性重新優化激光參數:與無限焊接相比,使用更低的激光功率和更低的焊接速度可以獲得更好的焊接效果。最佳焊接功率為 1-2.5 W,最佳刷新率為 1 MHz。根據這些參數,形成一個非常對稱的合成區,其直徑取決于平均功率和脈沖數。圖 4 顯示了合成區域直徑對平均功率為 1 W 和 125,000 個脈沖(對應于 1 MHz 的重復頻率,125 NEITI 脈沖寬度)的脈沖數的依賴性。 ),平均功率為 1 W,聚變區直徑為 1.5 W、2 W 和 2.5 W。
平均功率為 1 W,脈沖數為 125,000,設定熔化區的直徑;在這些數據之外,熔化區直徑的發展不太穩定。熔化區的直徑可以通過將平均功率每 0.5 瓦增加約 0.5m 直徑來增加。這種經過驗證的治療方法體現了作用機制的準確性和激光手術的穩定性。圖 4 中的兩張顯微照片顯示了本實驗獲得的熔化區的最小和最大直徑,分別為 16 μm 和 140 μm。結果表明,盡管直徑較大,但激光作用下的熔化區比較規則,整體處理質量較好。
玻璃與金屬的微焊接
與其他制造工藝一樣,電池焊接對制造商提出了越來越多的挑戰。產品設計和供應鏈的變化會影響焊接零件的質量和再現性,并且零件可能會有很大差異。
在電池制造中使用的金屬中,銅和鋁比鋼、不銹鋼和鎳更難焊接。銅和鋁都具有高導熱性、低液體粘度和吸收熔池中氣體的能力。焊接銅和鋁合金時,焊接過程必須非??觳⑶覠彷敵龅?,以避免相鄰零件過熱。即使在高速下,焊接過程也必須穩定,以避免焊接飛濺和氣孔。
在結構接頭中,焊縫必須盡可能堅固,而不會在焊接過程中擴大接頭面積,因為這種額外的重量會降低能量密度。電連接的焊接面積必須足夠大,以允許電流通過,而變形因熔池的大小而受到限制。組裝好的電氣結構接頭的焊接過程必須在產品設計的范圍內進行,以達到最佳平衡。由于所有這些問題,以及極高的轉速和質量要求,激光焊接工程師的工作窗口可能非常狹窄。
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