жилище / Общественная информация

применение техники лазерной сварки на стекле

с быстрым развитием лазерной техники, лазер широко используется для сварки различных материалов, таких как нержавеющая сталь, углеродистая сталь и так далее.стекло является прозрачным и хрупким материалом, традиционный лазерный источник света не легко впитывается, а теплопоглощающее стекло из - за его большого коэффициента расширения при сварке легко разрывается, не подходит для традиционной лазерной сварной обработки.


в целом, метод лазерной сварки прозрачных материалов состоит в основном из стекла и пластика.одно из них состоит в том, чтобы покрыть непрозрачными красками на стыке сварки или добавить промежуточный слой для повышения скорости поглощения лазера.материал, находящийся рядом с интерфейсом, поглощает лазер, повышается температура, материал после плавления отверждается, осуществляется соединение прозрачного материала.другой способ заключается в сварке с помощью специального сварочного источника света.источник лазера с высокой плотностью мощности позволяет создавать эффективную сварочную точку между нелинейным поглощением прозрачных материалов.все больше научных работников и инженерно - технических работников переключают взгляд на лазерную сварка с особыми источниками света, чтобы удовлетворить потребности различных технологических приложений.



1. состояние исследования


В последние годы с использованием специального источника света последовательно осуществляется сварка различных стекла и монокристаллического кремния.американская компания PolaOnyx использует специальные лазерные однолинейные / многолинейные сканеры для сварки и герметизации стекла.с помощью лазера Хелли микро - сварка оконечного стекла толщиной 100 мкм была произведена на микроструктурное волокно и успешно сварена крышка стандартного волоконно - оптического волокна и микроструктурного волокна.В своих исследованиях "Тамаки" использовала лазер на длине волны 1558 нм, который успешно осуществил сварку между гетерогенными стеклами и стеклянными и кремниевыми пластинами на уровне, соответственно, 9,87 МПа и 3,74 мпа.


Тем не менее, большинство ученых исследовали результаты лазерного сварного стекла, в котором зона сварного сплава капельной формы, состоит в линейной структуре из трех частей, а именно: верхней круговой полости, центральной зоны плавления и нижней полости малого пространства.верхняя и нижняя полы легко концентрируются на напряжении, плохо контролируются параметры и трещины.Кроме того, из - за его капельного строения неправильное управление межлинейным швом может привести к разрыву и разрыву швов.


2. испытательные материалы и методы


для испытаний использовались оптические стекла с размером образца 25 × 25 × 1 мм.следующие этапы испытаний на сварку:


а) чистая поверхность стекла.пропитывать стеклянные пластины раствором спирта 5 - 10 мин, промывать поверхность стекла дистиллированной водой 3 - 5 раз и, наконец, высушивать поверхность стекла горячим воздухом;


B) прессованная стеклянная плита.Вставьте многослойные стеклянные пластины в прихват, установите механизм сварочного приспособления, прижмите область вокруг стекла и закрепите стеклянные пластины.экспериментальные исследования, проведенные бывшими исследователями, показали, что зазор между стеклянными ключами для сварки стекла составляет менее 100 нм (также есть мнение, что он меньше четверти длины волны лазера).


C) Установка фокуса на стык двух стеклянных блоков.когда лазер передается из воздуха в стекло, происходит преломление, фокус смещается.Таким образом, фокус достигается путем ламинарного стекла, и высота колеблющейся линзы на поверхности вертикального стекла корректируется равным интервалом.стеклянная панель будет сканироваться отдельно с помощью той же энергетической коробки.наблюдать, как стекло поглощает интерфейс лазера под стеклянной панелью, то есть фокусное положение.


D) лазерная сварка стекла.Повторяем шаги (b) и (с) для прессования стеклянной плиты и фокусировки на стеклянной поверхности, корректируя соответствующие технологические параметры лазерной сварки (мощность, скорость, графика сканирования и т.д.Это вызовет многофотонную ионизацию стеклянных материалов.ионизированный свободный электрон ускоряется и сталкивается с другими атомами, вызывая лавину ионизации.повышение температуры материала, чтобы температура стекла достигла точки плавления и плавления, охлаждение после отключения времени, осуществляется сварка.


3 технология специальной лазерной сварки стекла


использование специального лазера для испытания на стекловаренную сварку, вся область сварки (4 х 4мм) имеет однородную форму, после сварки материал небольшой деформации, плавность материала не изменяется, толщина зоны сварки на стыке двух материалов меньше,по бокам стекла нет повреждений от нагрева.


На рисунке торцевой поверхности стекла после сварки видно, что при сварке с помощью новой технологии лазерной сварки зона сварки сплава не является каплевидной, нет недостатка в источнике сварки, например, в верхней круглых пустотах, нижней полости линейной конструкции и т.д.в промежуточной зоне плавления нет дефектов прерывистой линейной трещины, образующейся без сварки.были проведены испытания на прочность сварки, слом основного материала, шов не отвалился, шов имеет хорошую прочность сварки.


4 Резюме и перспективы


Using a special laser source and adjusting the appropriate welding process parameters, the glass material will absorb the laser nonlinearly, and the material will be solidified after melting, so that the two transparent glasses can form a strong welding zone without adding solder, and successfully realize direct welding of the optical glass. The two layers of materials in the optical glass welding and fusion area are integrated, there is no obvious macro or micro cracks, no drop shape, so there is no drop-shaped round cavity at the top and linear damage zone at the bottom, and there is no linear unfusion at the interface, which effectively avoids tпосле испытания образца на прочность у него появился источник трещин, а сварная точка осталась на поверхности образца с высокой прочностью сцепления.

В последние годы с быстрым развитием технологии 5G, технологии беспроводной зарядки, фотосвязи и микросхем стекломатериалы из - за низкой твердости их электромагнитных сигналов, высокого веса, низкой стоимости, пригодности для массового производства и других выдающихся преимуществ, постепенно стали 3C электронных конструкций.лазерная сварка стекла откроет широкие перспективы применения.