激光焊接與熔焊技術(shù)在玻璃焊接中的應(yīng)用

　　如今，熔焊被視為玻璃焊接應(yīng)用中最有前途的技術(shù)之一。該技術(shù)無需任何過渡層便可以獲得生態(tài)性和成本效率方面的優(yōu)勢(shì)，并且通過激光生產(chǎn)步驟便可實(shí)現(xiàn)全程的非接觸。超短脈沖激光器具有高精度和無熱影響的優(yōu)點(diǎn)，它對(duì)周邊區(qū)域產(chǎn)生的損害非常輕微，這讓其非常適合用于上述生產(chǎn)過程，并且具有完美的性能。正因如此，激光為許多行業(yè)創(chuàng)造了新的機(jī)會(huì)，包括快速增長(zhǎng)的生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和要求較高的航空航天業(yè)。

　　如今工業(yè)領(lǐng)域，一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是將兩塊材料熔化并融合在一起以連接成一塊材料，這在許多領(lǐng)域都有應(yīng)用。例如，據(jù)估計(jì)，一輛汽車的零部件的安全性取決于3000多個(gè)焊縫的可靠性。焊接金屬是一個(gè)比較簡(jiǎn)單的過程，這是由于金屬具有變形而不會(huì)斷裂的能力。直到最近，焊接玻璃一直都被科學(xué)家和工業(yè)領(lǐng)域的制造商們視為更大的挑戰(zhàn)，這是因?yàn)椴ＡЬ哂械奶囟ㄐ阅?，例如這種光學(xué)透明材料在溫度變化時(shí)非常容易開裂或破損。

　　日本大阪大學(xué)（University of Osaka）的名譽(yù)教授Isamu Miyamoto是探索激光焊接玻璃過程的物理細(xì)節(jié)的先驅(qū)。他與芬蘭科學(xué)家一起研究使用超快激光器進(jìn)行玻璃焊接這一過程是如何提高生產(chǎn)效率并增加最終產(chǎn)品（圖1）的耐久性。芬蘭的頂尖激光技術(shù)專家Jarno Kangastupa說：“如今的激光微焊接技術(shù)產(chǎn)生的熱影響區(qū)（HAZ）極小，因而沒有損壞敏感或有機(jī)部件的風(fēng)險(xiǎn)。這擴(kuò)展了封裝易碎元件的應(yīng)用潛力，不管它是在玻璃下方還是在玻璃內(nèi)部。這在過去幾年一直都是制造商面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)?！盞angastupa與Miyamoto 在進(jìn)行科學(xué)方面的合作。

　　機(jī)遇滿滿

　　據(jù)Kangastupa所說，利用超短激光脈沖進(jìn)行玻璃焊接具有很多優(yōu)勢(shì)，因?yàn)檫@意味著整個(gè)過程中在基材上不需要額外的層或是膠粘劑，這與常用的共晶鍵合或黏著性鍵合的方法不同。而且，它需要的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于其它傳統(tǒng)的玻璃焊接技術(shù)，例如陽極鍵合（也被稱為場(chǎng)致擴(kuò)散連接）或靜電鍵合（在焊接過程中利用了電場(chǎng)）。