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金属与玻璃焊接新工艺 或为汽车制造业带来颠覆性变化

据外媒报道,苏格兰爱丁堡赫瑞瓦特大学(Heriot-Watt University)的研究人员,研发出一种超高速激光系统,可将玻璃和金属焊接在一起。汽车制造业或将因此迎来颠覆性变化。

在实验过程中,Duncan P. Hand教授和他的研究团队,通过“超快激光微焊接”(ultrafast laser microwelding)方法,使用非常短的红外激光脉冲,将两种不同的材料融合在一起。使用“赫瑞瓦特”系统,研究人员已成功将石英、硼硅酸盐玻璃、蓝宝石等材料,焊接到铝、钛以及不锈钢上。Hand教授表示,“关键在于激光短脉冲。这些脉冲只持续几皮秒(万亿分之一秒)。”

让焊接的部件紧密接触,激光通过光学材料聚焦,在两种材料之间的界面上,形成一个极小且高度密集的点,在只有几微米宽的区域内,实现兆瓦级的峰值功率。于是产生一个微等离子体,就像在材料内部出现一个微小的闪电球,被高度受限的熔体区域包围。最后,在-50C到90C的温度下,对焊缝进行测试。结果焊缝完好无损,可见其坚固程度足以应对各种极端条件。

目前,大多数汽车玻璃都是用粘合剂固定的,不仅增加了制造的复杂性,而且随着汽车的老化,粘合剂可能产生降解并挥发废气。金属能够与玻璃直接焊接,比如说,将玻璃和铝焊在一起,或将为汽车设计和制造业开启新的天地。当然,这也提出更换的问题:如果有人打碎车窗,可以到当地的店面去换玻璃吗?这样的混合部件存在热膨胀速度不同的问题吗?这些都是需要解决的。

作者:Elisha

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