Với kĩ thuật hàn nhiệt truyền thống thì chỉ có thể hàn được hai vật liệu có cùng đặc tính, việc hàn nhôm vào các vật liệu khác ngoài chính nó là không thể. Tuy nhiên mới đây, các nhà khoa học tại đại học Heriot-Watt đã tìm ra được một phương pháp hàn mới có thể hàn được cả thuỷ tinh vào nhôm/thép hay các kim loại khác, đó là dùng tia laser siêu nhanh thay thế cho hàn nhiệt.
Giám đốc trung tâm phát triển các kỹ thuật sản xuất bằng laser EPSRC thuộc đại học Heriot-Watt – ông Duncan Hand cho biết: “Việc có thể hàn được thuỷ tinh và kim loại lại với nhau là một bước tiến rất lớn và quan trọng về độ linh hoạt trong sản xuất và thiết kế. Từ trước đến nay những thiết bị, sản phẩm sử dụng kính và kim loại chỉ có thể được liên kết với nhau bằng keo, băng dính hoặc chất kết dính do khác nhau về tính chất nhiệt khiến cho kính bị vỡ. Qua thời gian thì các thành phần kết dính này sẽ bị lỏng, xê dịch và các chất hoá học trong keo dán, băng dính dần dần được giải phóng và có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ sản phẩm.”
Với kỹ thuật hàn bằng tia laser siêu nhanh mới này, 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).
Ông Hand giải thích rằng: “Hai thành phần được đặt rất gần nhau, sau đó tia laser được hội tụ qua một vật liệu quang học để tập trung vào một điểm rất nhỏ với cường độ cao 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 nó.”
Ông Hand cho biết ông và các đồng nghiệp 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 tin rằng nó đủ cứng để có thể chịu được trước các điều kiện cực khắc nghiệt.” – ông Hand cho biết. Hiện tại nhóm của ông đang làm việc với các chuyên gia để có thể phát triển được nguyên mẫu máy hàn laser đầu tiên, sau đó sẽ phát triển để sớm thương mại hoá.
