Aplicação Da tecnologia de solda a laser no vidro

Com o rápido Desenvolvimento Da tecnologia laser, o laser é amplamente utilizado Na soldadura de vários materiais, incluindo aço inoxidável e aço de carbono.O vidro é um material transparente, frágil e frágil, e as Fontes tradicionais de laser não podem ser facilmente absorvidas por ele, e o vidro absorvente de calor não é adequado para processamento por soldadura laser tradicional devido Ao SEU Grande coeficiente de expansão térmica e de fácil cracking Durante a soldadura.

Geralmente, existem dois métodos principais para Soldar a laser materiais transparentes, Como vidro e plástico.Uma é revestir pigmentos opacos Na interface de solda ou adicionar UMA camada intermediária para aumentar a taxa de absorção a laser.O material próximo Da interface absorve o laser e a temperatura sobe, e o material se derrete e se solidifica para perceber a conexão do material transparente.Outro método é USAR UMA Fonte de Luz de solda especial para soldar.Uma Fonte laser de Alta densidade de Energia FAZ com que a absorção não linear entre materiais transparentes forme UMA junta de solda eficaz.Cada vez Mais investigadores e engenheiros científicos estão a virar a SUA atenção para lasers com Fontes de Luz especiais para a soldadura de diferentes aplicações de processamento.

1. Estado Da investigação

Nos últimos anos, o USO de Fontes especiais de Luz TEM sucessivamente realizado a soldadura de UMA variedade de vidro e silício monocristalino.A empresa Americana PolaOnyx USA UMA varredura laser especial de Linha única/multi-linha para realizar soldadura de vidro e vedação.H élie usou um laser para micro-soldar UMA Tampa de vidro espessa de 100kg para UMA fibra óptica micro-estruturada, e com SUCESSO soldaram a Tampa final para a fibra óptica padrão e fibra óptica micro-estruturada.Tamaki usou um laser com um comprimento de Onda de 1558nm EM SUA pesquisa para alcançar com SUCESSO a solda entre copos diferentes e entre wafers de vidro e silício, e alcançou Pontos de solda de 9.87MPa e 3.74MPa respectivamente.

No entanto, a maioria DOS estudiosos TEM estudado OS resultados de vidro de solda a laser, e a área de fusão Da solda está Na forma de UMA gota, que é composta principalmente de três partes, que são UMA estrutura linear composta de UMA cavidade circular no topo, UMA área fundida no meio, e UMA Pequena cavidade no fundo.As cavidades superior e inferior são propensas à concentração de stress, Mau controlo DOS parâmetros e rachaduras.Além disso, por causa de SUA estrutura de queda-like, controle de espaçamento de Linha Pobre Pode levar a soldas intermitentes e desconectadas.

2. Materiais e métodos de ensaio

O material utilizado no ensaio é de vidro óptico, e o tamanho Da amostra é 25% 25%1mm.Os Passos de ensaio de soldadura são OS seguintes:

A) A superfície do vidro está limpa.Mergulhe a Folha de vidro com solução alcoólica para 5~10min, depois lave a superfície de vidro três~5 vezes com água destilada, e finalmente use um soprador de ar Quente para secar as manchas de água Na superfície de vidro;

B) Imprensa e folhas de vidro soldadas.Coloque a Folha de vidro laminada Na ranhura de posicionamento de fixações, e Ajuste o mecanismo de fixação de soldas para pressionar a área EM torno Da Folha de vidro para tornar a Folha de vidro firmemente ajustada.Estudos experimentais realizados por antigos investigadores científicos demonstraram que a lacuna de ligação de vidro para Soldar vidro é necessária para ser inferior a 100m (há também UMA visão de que é Menos de um quarto do comprimento de Onda a laser).

C) Ajustar o foco para a junção DOS dois pedaços de vidro.Quando o laser é transferido do ar para o vidro, a refração ocorrerá, e o foco será deslocado.Por conseguinte, o foco será Encontrado laminando a Folha de vidro, e a Altura Da lente vibratória Da superfície do vidro vertical será ajustada EM intervalos iguais.A Folha de vidro será digitalizada com a mesma caixa de energia, respectivamente.Observe a posição Da interface ONDE o vidro absorve a Luz laser sob a Folha de vidro, que é a posição focal.

D) soldadura a laser de vidro.Repetir OS Passos (b) e c) pressionar e Soldar a Folha de vidro e ajustar o foco à interface de vidro, ajustar OS parâmetros adequados do processo de solda a laser (potência, velocidade, digitalização gráfica, etc.) para Soldar o vidro, e a interface de vidro é Alta Quando a Energia do laser excede um determinado limiar,Induzirá a ionização multifónica do material de vidro.Os elétrons livres ionizados aceleram e colidem com outros átomos para causar ionização por avalanches.A temperatura do material sobe, de modo que a temperatura do vidro atinge o Ponto de fusão e derrete, e é arrefecido após o tempo de blecaute para perceber soldadura.

3 Processo especial de solda por vidro laser

Laser especial é utilizado para o ensaio de soldadura de vidro, a forma de soldadura é uniforme EM toda a área de solda (4% 4mm), a deformação do material após soldadura é pequena, a achatamento do material não Mudou muito, e a espessura Da zona de fusão de soldadura localizada Na interface entre OS dois materiais é menor,Nenhum Dano térmico Pode ser observado no vidro de Ambos OS lados Da área de fusão.

A Imagem Da fatia Da face final do vidro após a soldadura Mostra que Quando o novo processo de solda a laser é usado para soldar, a área de fusão Da solda não Parece ser água EM forma de gota de água, e não há defeitos Da Fonte de Fenda Da soldadura, tais Como UMA cavidade circular no TOPO e UMA Pequena cavidade com UMA estrutura linear Na parte inferior,E nenhum defeito de fissura linear intermitente que não é soldada e formada ocorre Na área de fusão no meio.O ensaio de resistência à soldadura FOI efectuado, e o material FOI Partido Na área de METAIS de base, a junta de soldadura não caiu, e a costura de solda tinha UMA boa força de solda.

4 Resumo e perspectivas

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 tA ocorrência de Fontes de crack e as juntas de solda permanecem Na superfície Da amostra após o teste de resistência, que TEM UMA elevada força de conexão.

Nos últimos anos, com o rápido Desenvolvimento de 5G, carga SEM fio, comunicação óptica e tecnologia de chip, materiais de vidro tornaram-se gradualmente partes estruturais 3C eletrônicas devido às SUAS vantagens destacadas, tais Como baixo Escudo de sinal eletromagnético, Alta dureza, peso leve, baixo custo e adequação para a produção EM massa.O processamento de soldadura a laser de vidro irá Gerar Grandes perspectivas de aplicação.