西安光机所“玻璃与异质材料超快激光微焊接技术”获得发明专利

精密焊接是可以达到精确成形制造目的的焊接工艺。一般具有高能密度焊接的方法均可达到精密焊接的目的。它除了用焊接法连接之外，还包括钎接有软钎接和硬钎接之分)、键接、粘接。从精密件的特点来看，被连接的对象皆处予精密加工及表面最终处理状态(包括热处理、表面电镀、化镀、精密喷丸处理、真空涂膜等等)，因此要求在精密焊接或连接之后，对母材力学性能的影响不应导致低于原设计要求，对表面状态的影响也不应导致低于原设计要求(低温时效强化处理者除外)的后果。

为此，当采用电焊时，通电时间都以毫秒至秒的数量级控制，包括脉冲激光束焊接或钎接、脉冲电阻焊接、贮能撞焊、脉冲钨极微氩弧点焊等。精密焊接主要包括：激光焊接、电子束焊接、扩散焊接和焊熔近净成形技术。

近期，西安光机所贺斌副研究员团队采用超快激光微焊技术，实现了多种玻璃材料与单晶硅、合金等异质材料的高强度直接焊接，完成的航天航空关重件样件已通过性能测试，技术成熟度达到工程应用水平。该技术已达到国际先进水平并已授权国家发明专利(专利号：ZL201711076209.6)。团队已经与国内航空航天相关院所达成合作机制，推进该技术的产业化进程。


激光微焊接技术是从激光焊接技术中发展起来的。激光发展的前期，能获得的光束能量非常有限，必须采用高质量的聚焦镜和脉冲波形，才能保证激光有足够的能量密度来熔化材料。显然，较小的激光功率只能在微焊接领域中得到有效应用。它能够在热敏材料附近进行熔焊连接，能够实现微小结构件的连接，且无需任何物理接触。

激光焊接技术属于熔融焊接，以激光束为能源，使其冲击在焊件接头上以达到焊接目的的技术。由光学振荡器及放在振荡器空穴两端镜间的介质所组成。激发电子或分子使其在转换成能量的过程中产生集中且相位相同的光束，由光学振荡器及放在振荡器空穴两端镜间的介质所组成。介质受到激发至高能量状态时，开始产生同相位光波且在两端镜间来回反射，形成光电的串结效应，将光波放大，并获得足够能量而开始发射出激光。

激光亦可解释成将电能、化学能、热能、光能或核能等原始能源转换成某些特定光频(紫外光、可见光或红外光的电磁辐射束的一种设备。转换形态在某些固态、液态或气态介质中很容易进行。当这些介质以原子或分子形态被激发，便产生相位几乎相同且近乎单一波长的光束-----激光。由于具同相位及单一波长，差异角均非常小，在被高度集中以提供焊接、切割及热处理等功能前可传送的距离相当长。

在航空工业以及其他许多应用中，激光焊接能够实现很多类型材料的连接，而且激光焊接通常具有许多其他熔焊工艺无法比拟的优越性，尤其是激光焊接能够连接航空与汽车工业中比较难焊的薄板合金材料，如铝合金等，并且构件的变形小，接头质量高。激光加工另一项具有吸引力的应用方面是利用了激光能够实现局部小范围加热特性，激光所具有的这种热点使其非常适合于印刷电路板一类的电子器件的焊接，激光能在电子器件上非常小的区域内产生很高的平均温度，而接头以外的区域则基本不受影响。

属于熔融焊接，以激光束为能源，冲击在焊件接头上。激光束可由平面光学元件(如镜子)导引，随后再以反射聚焦元件或镜片将光束投射在焊缝上。激光焊接属非接触式焊接，作业过程不需加压，但需使用惰性气体以防熔池氧化，填料金属偶有使用。激光焊可以与MIG焊组成激光MIG复合焊，实现大熔深焊接，同时热输入量比MIG焊大为减小。