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玻璃焊接難題怎么破?在線等,有點急!

時間:2021-01-20   訪問量:1676

高效、高品質的玻璃焊接

一直是材料加工領域的重要挑戰

被認為是焊接領域一大難題

這主要是由于

玻璃材料硬脆難于加工


無需添加介質

可直接對玻璃進行焊接

也不需要對材料進行熱處理

您與攻破玻璃焊接難題之間

只差

紅外飛秒激光



紅外飛秒激光,屬于超快激光范疇。透明材料對紅外飛秒激光的非線性吸收效應非常適合透明材料的微焊接。


今天用實測來看看焊接效果究竟如何?


激光器及相關配置

激光器參數

飛秒GS-FIR20

中心波長

1027nm-1040 nm

脈沖寬度

<600 fs

重復頻率

50-1000 kHz

最大單脈沖能量

100 uJ

光束質量M2

≤1.2

功率穩定性

<3%

光斑直徑

3 mm

國神超快激光的紅外飛秒激光器GS-FIR20



圖片
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焊接材料:厚度1mm鈉鈣玻璃


焊接后兩片材料結合緊密,焊縫肉眼不可見;在高倍顯微鏡下,焊縫均勻沒有裂紋,不會在材料內部產生額外的應力。


隨后,我們采用拉力機,對玻璃焊接后的剪切強度進行測試:

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拉力測試示意圖




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玻璃片斷裂

但焊接區域沒有損傷

結果

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測試說明,材料在焊接區域的結合強度超過了玻璃本身的強度,因此此時兩片玻璃材料的結合力大于拉力機顯示的數值(282.5N)。


為了測試焊接后的密封性,將焊接后的材料置于水中浸泡一周后再取出,觀察到焊接區域無水汽浸入表示密封性良好:


圖片
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左圖為本次焊接樣品,表示測試密封性合格

右圖為密封性不合格的效果圖


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紅外飛秒激光焊接透明脆性材料,可實現幾乎不影響材料透光性、密封性良好、連接強度高的加工效果。


除鈉鈣玻璃外,超快激光還可實現異種透明材料、透明材料與非透明材料之間的焊接,這項技術可應用于晶片的連接半導體傳感器、微機電系統、太陽能電池等精密裝置的密封。


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圖|石英玻璃與石英玻璃焊接


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圖|鈉鈣玻璃與藍寶石焊接


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圖|鈉鈣玻璃與硅片焊接


超快激光,為玻璃焊接提供了更精準、更高效、更高品質的加工方式,可以展望,攻破玻璃焊接難題后,將在植入式器件和傳感器等電子、工程、醫療領域大有可為。



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