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2021-07-27
金属与玻璃焊接新工艺 或为汽车制造业带来颠覆性变化
发布时间：
2019-12-24
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。
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