Svejsningens gennembrud kan ændre produktionen

Forskere fra Heriot-Watt University har svejset glas og metal sammen ved hjælp af et ultrahurtigt lasersystem, i et gennembrud for fremstillingsindustrien.

Forskellige optiske materialer såsom kvarts, borsilicatglas og endda safir blev alle succesfuldt svejset til metaller som aluminium, titanium og rustfrit stål ved hjælp af Heriot-Watt lasersystem, hvilket giver meget kort, picosekundpulser af infrarødt lys i spor langs materialerne for at smelte dem sammen.

Den nye proces kan transformere fremstillingssektoren og have direkte applikationer inden for luftfart, forsvar, optisk teknologi og endda sundhedsområder.

Professor Duncan Hand, direktør for fem-universitetet EPSRC Center for innovativ fremstilling i laserbaserede produktionsprocesser baseret på Heriot-Watt, sagde:"Traditionelt har det været meget svært at svejse forskellige materialer som glas og metal sammen på grund af deres forskellige termiske egenskaber - de høje temperaturer og meget forskellige termiske udvidelser får glasset til at knuse.

"At kunne svejse glas og metaller sammen vil være et stort skridt fremad i fremstilling og designfleksibilitet.

"I øjeblikket, udstyr og produkter, der involverer glas og metal, holdes ofte sammen af ​​klæbemidler, som er rodet at anvende og dele gradvist kan krybe, eller flytte. Afgasning er også et problem - organiske kemikalier fra klæbemidlet kan gradvist frigives og kan føre til reduceret produktlevetid.

"Processen er afhængig af de utroligt korte pulser fra laseren. Disse pulser varer kun et par picosekunder - et picosekund til et sekund er som et sekund sammenlignet med 30, 000 år.

"De dele, der skal svejses, placeres i tæt kontakt, og laseren er fokuseret gennem det optiske materiale for at give en meget lille og meget intens plet ved grænsefladen mellem de to materialer - vi opnåede megawatt spidseffekt over et område, der kun er et par mikrometer på tværs.

"Dette skaber et mikroplasma, som en lille kugle af lyn, inde i materialet, omgivet af et meget begrænset smelteområde.

"Vi testede svejsningerne ved -50C til 90C, og svejsningerne forblev intakte, så vi ved, at de er robuste nok til at klare ekstreme forhold. "