Bằng tia laser siêu nhanh, thuỷ tinh đã có thể hàn dính vào nhôm, thép hay titanium!

Nếu sử dụng kỹ thuật hàn nhiệt truyền thống thì bạn không thể hàn nhôm vào thép được, kỹ thuật này đòi hỏi 2 vật liệu phải có cùng đặc tính. Tuy nhiên, các nhà khoa học tại đại học Heriot-Watt đã vừa công bố một phương pháp hàn mới có thể hàn cả thuỷ tinh vào kim loại. Thay vì hàn nhiệt, họ dùng tia laser siêu nhanh.

Hàn thuỷ tinh và kim loại vào nhau là một bước tiến quan trọng về độ linh hoạt trong sản xuất và thiết kế.

Duncan Hand - giám đốc trung tâm phát triển các kỹ thuật sản xuất bằng laser EPSRC thuộc đại học Heriot-Watt cho biết: "Việc có thể hàn thuỷ tinh và kim loại vào nhau là một bước tiến quan trọng về độ linh hoạt trong sản xuất và thiết kế. Hiện tại, những thiết bị hay sản phẩm sử dụng kính và kim loại chỉ có thể gắn kết với nhau bằng keo, băng dính và các thành phần qua thời gian sẽ bị lỏng, xê dịch. Thêm vào đó các chất hoá học trong keo dán, băng dính dần dần được giải phóng và có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ sản phẩm".

Kỹ thuật mới cho phép những vật liệu quang học như thạch anh, kính borosilicat và sapphire có thể được hàn vào các vật liệu như nhôm, thép không gỉ và titanium. Nhóm phát triển đã dùng tia laser hồng ngoại bắn theo loạt, mỗi loạt cách nhau chỉ vài pico giây (1 phần nghìn tỉ giây).

Hand giải thích: "2 thành phần được đặt rất gần nhau, sau đó tia laser được hội tụ qua một vật liệu quang học để tạo ra một điểm tập trung rất nhỏ tại mặt tiếp xúc giữa 2 vật liệu cần hàn vào nhau. Nguồn năng lượng tập trung tại một diện tích chỉ vài micron đã đạt đến megawatt, từ đó nó tạo ra một tia microplasma - giống như một quả bóng sét siêu nhỏ bên trong vật liệu và quả bóng này được bao bọc, siết chặt bởi một vùng nóng chảy bao quanh. Chúng tôi đã kiểm tra mối hàn này ở nhiệt độ từ - 50 độ C đến 90 độ C và kết quả mối màn vẫn còn nguyên. Chúng tôi cho rằng nó đủ cứng để có thể chịu được trước các điều kiện cực khắc nghiệt".

Nhóm của Hand hiện đang làm việc với các chuyên gia để phát triển nguyên mẫu máy hàn laser đầu tiên, từ đó kỹ thuật này có thể sớm được thương mại hoá.

Từ khóa liên quan:

phương pháp hàn mới

hàn nhiệt

tia laser siêu thành

hàn thủy tinh và kim loại vào nhạu

đại học Heriot-Watt

Duncan Hand