红外飞秒光纤激光焊接石英玻璃与304不锈钢
摘要
研究探索金属与玻璃异种材料的连接技术是推动其大规模应用的关键，其中，对热膨胀系数相差大的玻璃与金属进行连接的超短脉冲激光焊接技术，对于提升精密微型器件的制造水平和应用具有重要意义。笔者利用有限元模型分析了石英玻璃与304不锈钢飞秒激光焊接过程的温度场，验证了所用激光焊接工艺参数的焊接可行性。为优化飞秒脉冲激光焊接工艺参数，研究了飞秒激光焊接单脉冲能量对焊接质量的影响规律。结果表明：激光单脉冲能量对热效应有显著影响；热应力因热效应的增强而增大，当其超过石英玻璃的损伤阈值后会导致微裂纹产生，进而导致焊接样品的焊接强度降低；最佳工艺参数是激光单脉冲能量5.6 μJ，重复频率500 kHz，扫描速度60 mm/s，此工艺参数下焊接样品的剪切强度最大，可达到13 MPa。对两种材料的焊接机理进行了研究，结果表明：激光焊接石英玻璃与304不锈钢实现了冶金结合；Fe、Cr在界面与SiO2可能发生了氧化还原反应，形成了Fe2O3和Cr2O3。
引用本文（GB/T 7714）
袁锦辉 Yuan Jinhui, 霍靖宇 Huo Jingyu, 张博元 Zhang Boyuan, 等. 红外飞秒光纤激光焊接石英玻璃与304不锈钢[J]. Chinese Journal of Lasers, 2024.
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