Лазерные «шаровые молнии» успешно спаяли стекло и металл

Лазерные «шаровые молнии» успешно спаяли стекло и металл

Британские ученые обещают переворот в промышленности: клей, прокладки и прочие ухищрения скоро будут не нужны. Они решили проблему сварки материалов с разной температурой плавления и параметрами расширения при нагревании.

Особая методика лазерной сварки доказала свою эффективность для целого ряда капризных или хрупких материалов — кварца, боросиликатного стекла и сапфира. Сайт Университета Херота-Уатта в пресс-релизе о работе ученых называет результат «прорывом для промышленности».

Профессор Дункан Хэнд говорит, что это открывает новую страницу в гибкости дизайна и изготовления почти всего, что нас окружает — начиная с многослойных дисплеев смартфонов.

Лазерные «шаровые молнии» успешно спаяли несколько разновидностей стекла воедино с тремя популярными металлами: алюминием, титаном и нержавеющей сталью.

Исторически сварить разноплановые материалы было невероятно сложно, ведь они с разной интенсивностью реагируют на нагревание. Например, стекло на стыке с металлом крошится. А использование клея или прокладок в месте соединения снижает его прочность, устойчивость к внешним воздействиям и срок службы.

СВАРКА ПОД ВОДОЙ:ОСОБЕННОСТИ И ТРУДНОСТИ

Хэнд говорит, что прочность своей сварки подтверждал при температурах от минус 50 до 90 градусов Цельсия. А сварку производят с помощью лазера прямо сквозь стекло. «Процесс основан на сверхбыстрых лазерных импульсах — в несколько пикосекунд. Одна пикосекунда так же соотносится с секундой, как секунда и 30 тысяч лет», — объясняет Хэнд.

Сфокусированный лазер создает место нагрева на площади в несколько микронов: «Там формируется микроплазма, словно крошечная шаровая молния, и появляется концентрированная область расплава».

НЕЙРОИНТЕРФЕЙС ИЗМЕНИТ СЛОЖНЫЙ ПРОЦЕСС СВАРКИ

Сейчас в сотрудничестве с двумя компаниями, специализирующимися на разработке лазеров — Oxford Lasers и Coherent Scotland — в университете работают над созданием прототипа «сварочного аппарата» для ознакомления заинтересованных в этом клиентов.