Лазерна «кульова блискавка» вперше зварила метал і скло

Британські вчені обіцяють переворот в промисловості: клей, прокладки та подібні речі скоро будуть не потрібні. Вони вирішили проблему зварювання матеріалів з різною температурою плавлення і параметрами розширення при нагріванні.

Особлива методика лазерного зварювання довела свою ефективність для цілого ряду примхливих або крихких матеріалів – кварцу, боросилікатного скла і сапфіра. Сайт Університету Херота-Уатта в прес-релізі про роботу вчених називає результат «проривом для промисловості».

“Лазерні «кульові блискавки» успішно спаяли кілька різновидів скла воєдино з трьома популярними металами: алюмінієм, титаном і нержавіючою сталлю”.

Професор Дункан Хенд каже, що це відкриває нову сторінку в гнучкості дизайну і виготовлення майже всього, що нас оточує – починаючи з багатошарових дисплеїв смартфонів.

Історично зварити різнопланові матеріали було неймовірно складно, адже вони з різною інтенсивністю реагують на нагрівання. Наприклад, скло на стику з металом кришиться. А використання клею або прокладок в місці з’єднання знижує його міцність, стійкість до зовнішніх впливів і термін служби.

“Хенд говорить, що міцність свого зварювання підтверджував при температурах від мінус 50 до 90 градусів Цельсія”.

Ось, як працює його методика. На першому етапі на поверхні металу формуються спеціальні борозенки.

Саме зварювання відбувається за допомогою лазера, промінь якого проходить крізь скло.

«Основою процесу є надшвидкі лазерні імпульси – в кілька пікосекунд. Одна пікосекунда так само співвідноситься з секундою, як секунда і 30 тисяч років », – пояснює Хенд.

Сфокусований лазер створює місце нагріву на площі в кілька мікронів: «Там формується мікроплазма, немов крихітна кульова блискавка, і з’являється концентрована область розплаву».

Зараз у співпраці з двома компаніями, що спеціалізуються на розробці лазерів – Oxford Lasers і Coherent Scotland – в університеті працюють над створенням прототипу «зварювального апарату» для ознайомлення зацікавлених в цьому клієнтів.

Нещодавно в США представили методику зварювання ще для одного популярного матеріалу – надміцного алюмінієвого сплаву В95. Досі міцність В95 перетворювалася в недолік: при нагріванні в ньому виникали тріщини.

Джерело: hightech.plus