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近日，西安光機(jī)所光子制造中心賀斌副研究員團(tuán)隊(duì)采用超快激光在玻璃材料與金屬合金、單晶硅等異質(zhì)材料微焊接方面取得了突破性進(jìn)展。

據(jù)了解，該團(tuán)隊(duì)采用超快激光微焊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多種玻璃材料（硅酸鹽玻璃、藍(lán)寶石玻璃、石英玻璃）與單晶硅、合金（銅合金、鋁合金、鈦合金）等異質(zhì)材料的高強(qiáng)度直接焊接，目前完成的航天航空關(guān)重件樣件已通過(guò)性能測(cè)試，技術(shù)成熟度達(dá)到工程應(yīng)用水平。這是自2019年初美國(guó)PolaOnyx公司和英國(guó)Heriot-Watt University大學(xué)報(bào)道相關(guān)技術(shù)以來(lái)，我國(guó)科研機(jī)構(gòu)在該領(lǐng)域做出的一次技術(shù)突破，目前該技術(shù)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平并已授權(quán)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利（專(zhuān)利號(hào)：ZL 201711076209.6）。

玻璃材料超快激光微焊接原理圖

超快激光玻璃微焊接技術(shù)是基于超快激光能量非線性吸收機(jī)制，使異種材料在結(jié)合界面微小尺度范圍內(nèi)等離子體化后再重構(gòu)實(shí)現(xiàn)連接的精密焊接技術(shù)。經(jīng)測(cè)試，目前多種玻璃材料與銅、鈦等合金及單晶硅材料的焊接樣剪切強(qiáng)度可達(dá)到14.5~30.2 MPa；焊縫經(jīng)過(guò)-55℃~120℃的高低溫循環(huán)100次后焊縫力學(xué)性能保持不變，在氦氣檢漏測(cè)試中焊縫氣密性可達(dá)到（2.8~5）×10-9 Pa·m3/s，各項(xiàng)性能均已達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，目前已開(kāi)始相關(guān)部件的中小批量加工試制。團(tuán)隊(duì)已經(jīng)與國(guó)內(nèi)航空航天相關(guān)院所達(dá)成合作機(jī)制，推進(jìn)該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

賀斌副研究員自2017年起與德國(guó)弗朗霍夫激光技術(shù)研究所（Fraunhofer ILT）微焊接團(tuán)隊(duì)開(kāi)展合作研究，于2018年底首次提出基于等離子體遷移行為約束的超快激光玻璃材料微焊接技術(shù)，解決了長(zhǎng)期以來(lái)微焊接工藝對(duì)預(yù)焊接件表面質(zhì)量要求過(guò)高而無(wú)法適應(yīng)工程實(shí)際需求的瓶頸問(wèn)題。在西安光機(jī)所工作期間，他在激光微焊接及精細(xì)3D打印技術(shù)方面開(kāi)展研究并建立相關(guān)課題組。

玻璃材料超快激光微焊接樣件圖

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西安光機(jī)所玻璃與異質(zhì)材料超快激光微焊接技術(shù)取得突破性進(jìn)展