अल्ट्राशॉर्ट पल्स लेजर उत्कृष्ट स्व-केंद्रित तकनीक के साथ संयुक्त रूप से वॉल्यूम उत्पादन के लिए लेजर ग्लास वेल्डिंग अनुप्रयोगों को संभव बनाने के लिए आवश्यक गुणवत्ता और प्रक्रिया विश्वसनीयता प्रदान करते हैं। कांच के अद्वितीय और उत्कृष्ट गुण इसे बायोमेडिसिन और माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक जैसे विभिन्न क्षेत्रों में विभिन्न उच्च तकनीक वाले उत्पादों में व्यापक रूप से उपयोग करते हैं। लेकिन यह निर्माताओं के लिए विशेष रूप से उच्च मात्रा, सटीक ग्लास काटने के क्षेत्र में चुनौतियों का सामना करता है। यह बॉन्डिंग के साथ कठिनाइयों को भी प्रस्तुत करता है, जिसमें अलग-अलग ग्लास घटकों को एक साथ वेल्डिंग करना और अन्य सामग्रियों जैसे धातु और अर्धचालक के लिए ग्लास वेल्डिंग करना शामिल है।
एक के रूप में सम्मिश्रण
किफायती और कुशल श्रृंखला उत्पादन के लिए आवश्यक सटीक, संबंध गुणवत्ता और उत्पादन गति प्रदान करने के लिए वेल्डिंग ग्लास संघर्ष के लिए उपयोग किए जाने वाले सभी पारंपरिक तरीके। चिपकने वाला बंधन, उदाहरण के लिए, एक किफायती तरीका है, लेकिन भाग पर चिपकने वाली सामग्री छोड़ देता है और यहां तक कि degassing की भी आवश्यकता होती है।
ढांकता हुआ वेल्डिंग में संपर्क के बिंदु पर एक पाउडर सामग्री रखना और बंधन को पूरा करने के लिए इसे पिघलाना शामिल है। चाहे यह पिघलने ओवन या लेजर द्वारा प्राप्त किया जाता है, वहां बहुत अधिक गर्मी को भाग में पंप किया जा रहा है। यह माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और कई चिकित्सा उपकरणों के लिए एक समस्या है।
आयनिक बंधन एक सरल विधि है जो अत्यधिक उच्च बंधन शक्ति प्रदान करती है। दो नई और अत्यंत सपाट कांच की सतहों को एक साथ दबाया जाता है और आण्विक बंधन द्वारा शाब्दिक रूप से एक साथ जोड़ा जाता है। हालांकि, इस ऑपरेशन को उत्पादन वातावरण में करना व्यावहारिक नहीं है।
लेजर ग्लास वेल्डिंग
लेजर वेल्डिंग के बारे में क्या? ग्लास में बहुत अधिक गलनांक, पारदर्शिता, भंगुरता और यांत्रिक कठोरता जैसे कई बहुत उपयोगी गुण होते हैं, लेकिन साथ ही यह लेजर वेल्डिंग के लिए कई कठिनाइयों का कारण बनता है। इसलिए, विशिष्ट औद्योगिक लेजर और वेल्डिंग धातुओं और अन्य सामग्रियों के लिए उपयोग की जाने वाली विधियां कांच पर लागू नहीं होती हैं।
सटीक कांच काटने की तरह, रहस्य इन्फ्रारेड तरंगदैर्ध्य अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स (यूएसपी) लेजर के उपयोग में निहित है। इन्फ्रारेड में कांच पारदर्शी होता है, इसलिए केंद्रित लेजर बीम इसके माध्यम से तब तक गुजर सकता है जब तक कि केंद्रित बीम संकरी न हो जाए और इतना केंद्रित न हो जाए कि यह "गैर-रैखिक अवशोषण" को ट्रिगर करता है। यह "गैर-रैखिक अवशोषण" केवल उच्च शिखर शक्ति वाले अल्ट्रा-शॉर्ट स्पंदित लेजर के साथ हो सकता है, और अन्य प्रकार के लेजर के साथ ऐसा नहीं किया जा सकता है।
तो, लेजर बीम के फोकस के आसपास एक बहुत छोटे क्षेत्र (आमतौर पर व्यास में कुछ दसियों माइक्रोन से कम) में, ग्लास लेजर को अवशोषित करता है और तेजी से पिघलता है। इस केंद्रित बीम को किसी भी अन्य प्रकार के लेजर वेल्डिंग की तरह, बॉन्डिंग को पूरा करने के लिए वांछित वेल्डिंग पथ के साथ स्कैन किया जाता है।
यूएसपी लेजर ग्लास वेल्डिंग विधि तीन मुख्य लाभ प्रदान करती है।
सबसे पहले, यह एक मजबूत बंधन बनाता है क्योंकि वेल्डेड होने वाली दोनों सामग्रियों को आंशिक रूप से पिघलाया जाता है और फिर वेल्ड बनाने के लिए एक साथ जम जाता है। इसके अलावा, प्रक्रिया कांच से कांच, कांच से धातु और कांच से अर्धचालक के लिए समान रूप से उपयुक्त है।
दूसरे, इस प्रक्रिया में, केवल बहुत कम मात्रा में गर्मी उस हिस्से में प्रवेश करती है, जो कि कुछ सौ माइक्रोन चौड़े क्षेत्र में उत्पन्न होती है। यह सोल्डर जोड़ों को इलेक्ट्रॉनिक सर्किट या अन्य थर्मली संवेदनशील घटकों के बहुत करीब रखने की अनुमति देता है, जो डिजाइनरों और निर्माताओं के लिए अधिक स्वतंत्रता प्रदान करता है और बेहतर उत्पाद लघुकरण डिजाइन का समर्थन करता है।
अंत में, यदि यूएसपी लेजर ग्लास वेल्डिंग ठीक से किया जाता है, तो वेल्ड के चारों ओर कोई सूक्ष्म दरारें नहीं बनाई जाएंगी। और माइक्रोक्रैक कांच की यांत्रिक शक्ति को कम करते हैं। इसके अलावा, तापमान साइकिल चालन (जो हर चीज के लिए अनिवार्य है) के बाद, सूक्ष्म दरारें अंतिम उपकरण विफलता का स्रोत हो सकता है।
काम करने के लिए यूएसपी लेजर ग्लास वेल्डिंग लगाना
यूएसपी लेजर ग्लास वेल्डिंग के फायदे इस तथ्य से हैं कि कांच को केवल एक छोटी मात्रा में गर्म किया जाता है। हालांकि, यह व्यवहार में भी एक चुनौती है। इसका मतलब है कि लेजर फोकस स्थिति दो वेल्डेड घटकों के बीच इंटरफेस पर बहुत सटीक होनी चाहिए, भले ही भाग चलता रहे। यह हासिल करना मुश्किल है क्योंकि वास्तविक दुनिया के घटक पूरी तरह से सपाट नहीं हैं। इसके अलावा, जिस स्थिति में भागों को वेल्डिंग सिस्टम में रखा जाता है वह पूरी तरह से फिट नहीं हो सकता है।
एक समाधान अक्षीय रूप से विस्तारित फोकल बिंदु का उपयोग करना है। यह स्थिति संवेदनशीलता समस्या को हल करने के लिए लेजर बीम फोकल प्वाइंट के आकार को "फैलाता है"। हालांकि, इस विधि का नुकसान यह है कि विस्तारित बीम फोकस गैर-गोलाकार क्रॉस-सेक्शन के साथ ग्लास में पिघला हुआ पूल बनाता है। जब कांच पिघलने वाले क्षेत्र में जम जाता है, तो गैर-गोलाकार पूल में माइक्रोक्रैक बनने की अधिक संभावना होती है।
माइक्रोक्रैक-मुक्त वेल्डिंग परिणाम प्राप्त करने और एक ही समय में प्रक्रिया में इंटरफ़ेस दूरी में महत्वपूर्ण परिवर्तनों को समायोजित करने के लिए एक और तरीका अपनाया गया है। रहस्य अत्यधिक गतिशील फोकसिंग तकनीक के संयोजन में निहित है, उच्च संख्यात्मक एपर्चर (एनए) ऑप्टिक्स का उत्पादन करने के लिए एक छोटा सा फोकल स्पॉट।
नतीजतन, लेजर सिस्टम पिघल पूल की एक उच्च गोलाकारता प्राप्त करता है और इस प्रकार माइक्रोक्रैकिंग से बचा जाता है। यह इंटरफ़ेस की दूरी को भी भांप लेता है और लगातार प्रकाशिकी को समायोजित करता है ताकि हमेशा सही फोकस बना रहे।
परिणाम भाग के लगभग किसी भी आकार पर एक उच्च गुणवत्ता वाला वेल्ड है, और यह प्रक्रिया भाग की सहनशीलता और स्थिति से स्वतंत्र है।
