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做激光應用工藝專家——脆性材料激光焊接
來源:大族激光特種焊接裝備產品線 | 作者:pmo33de7c | 發布時間: 2019-07-15 | 749 次瀏覽 | 分享到:

    脆性材料(如玻璃、陶瓷、藍寶石、硅等)一般具有熱穩定性好及化學穩定性好的特點,同時具有高強度、高硬度、低密度、耐磨性和耐腐蝕等金屬無法比擬的特性。依托其性能,脆性材料在光學、半導體、電子、醫藥等領域具有廣泛應用。

    基于脆性材料固有的低塑形、易脆性破壞的特點,傳統的機械加工方式對脆性材料的精密加工存在較大的難度,激光作為一種非接觸的加工方式,在加工中可實現定點加工及精細加工的工藝需求。常見的脆性材料連接方法有膠粘劑粘接、機械連接、玻璃料熔接等,其不足在于需添加及長期穩定性不足,使用激光直接焊接脆性材料具有熱影響小、高效靈活、高精度的優勢,將在脆性材料加工發揮重要作用。


玻璃激光焊接

    激光焊接玻璃時,高強激光透過上層玻璃,當光強超過一定閾值,在透明介質內會產生非線性吸收,并使材料焦體積內的電子電離產生等離子體,材料熔化形成熔池,在接合處填充間隙,凝固后形成有效焊接。焊后玻璃基本呈現透明狀態。

 

 

    焊后測試焊縫密封,在水中浸泡5小時以上焊縫內側無進水,焊后實現密封;同時剪切力強度測試可達到13.5MPa以上,并在剪切力破壞試驗中焊縫未脫落。

 

    通過測試,常見的玻璃如鋁硅酸鹽玻璃、硼硅酸鹽玻璃、鈉鈣硅玻璃、熔融石英等均可實現焊接,焊后焊縫無裂紋,焊接表面無損傷。


藍寶石激光焊接

    藍寶石晶體化學組成為Al302,無色透明,硬度高達9(莫氏硬度),是硬度僅次于金剛石的晶體材料,具有高硬度、高強度,耐高溫,高穩定性,導熱率高的特點。在攝像頭光學件、手機、屏幕等方面有較大的應用前景。

 

 

    藍寶石激光焊后焊接位置無裂紋,表面無損傷,剪切力測試焊接位置未脫落。


陶瓷激光焊接

    陶瓷與陶瓷焊接常用釬焊或擴散焊方式,陶瓷焊接過程中陶瓷的配位鍵為離子鍵與共價鍵,材料性能穩定。此外,陶瓷熔點高,耐沖擊性能弱,焊接容易產生裂紋。為了實現陶瓷激光焊接,要求使用高透明度的陶瓷,使激光能量能達到陶瓷結合面,超短脈寬激光在透明陶瓷內部產生非線性吸收,陶瓷熔化后形成焊縫,焊接后陶瓷無裂紋產生,焊接強度高。

 

異種脆性材料激光焊接

 

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