激光焊接頭鏡片的材質(zhì)有哪些？

有很多材料可以做激光焊接頭的鏡片，但是不同材料的特性不一樣，所能夠針對的應(yīng)用場景也不同。松盛光電來給大家介紹激光焊接頭鏡片的材質(zhì)有哪些以及不同材質(zhì)的鏡片合適的應(yīng)用場景，來了解一下吧。

石英(SiO?)

特性：

石英鏡片具有優(yōu)秀的光學性能，在紫外到紅外的較寬波段范圍內(nèi)都有良好的透過率。在可見光區(qū)域，其透過率可以高達 90% 以上。例如，對于常用的 1064nm 激光波長，石英鏡片能夠有效地傳輸激光能量。

它的熱穩(wěn)定性很好，能夠承受較高的溫度變化而不會輕易變形。石英的熱膨脹系數(shù)很低，在激光照射產(chǎn)生熱量的情況下，依然可以保持鏡片的形狀精度，確保激光的聚焦和傳輸效果。

化學穩(wěn)定性也較強，在一般的化學環(huán)境下，如遇到弱酸、弱堿等化學物質(zhì)，石英鏡片不容易被腐蝕。這使得它可以在多種工業(yè)環(huán)境下使用，包括一些可能產(chǎn)生少量化學飛濺物的激光焊接場景。

應(yīng)用場景：

廣泛應(yīng)用于光纖激光焊接設(shè)備中。由于光纖激光的波長范圍(如 1080nm 左右)適合石英鏡片的光學特性，并且光纖激光焊接通常需要高精度的光學傳輸和聚焦，石英鏡片能夠很好地滿足這一要求。在焊接電子元器件等精密部件時，石英鏡片可以確保激光能量精確地聚焦在微小的焊接部位。

藍寶石(Al?O?)

特性：

藍寶石鏡片的硬度非常高，在莫氏硬度等級中可以達到 9.僅次于鉆石。這使得它具有出色的耐磨性，能夠抵抗激光焊接過程中飛濺的金屬顆粒、灰塵等對鏡片表面的劃傷。例如，在焊接汽車零部件等容易產(chǎn)生大量飛濺物的場景中，藍寶石鏡片能夠保持良好的光學性能。

它在可見光和近紅外波段也有較高的透過率，對于一些特定波長的激光，如 1064nm 的 Nd - YAG 激光，藍寶石鏡片可以有效地傳輸激光能量。

藍寶石的化學穩(wěn)定性極佳，能夠耐受多種化學物質(zhì)的腐蝕，包括強酸、強堿等。這使得它可以在惡劣的化學環(huán)境下工作，如在化工設(shè)備的激光焊接過程中，能夠抵御化學物質(zhì)對鏡片的損害。

應(yīng)用場景：

常用于高功率、高能量密度的激光焊接場合。例如，在航空航天領(lǐng)域，焊接鈦合金、鎳基合金等難熔金屬時，需要高能量的激光束，藍寶石鏡片能夠承受這種高能量密度的激光，并且由于其硬度高、化學穩(wěn)定性好，可以在復雜的焊接環(huán)境中保證激光的有效傳輸。

氟化鈣(CaF?)

特性：

氟化鈣鏡片在紅外波段具有優(yōu)異的透過率，尤其是在 3 - 12μm 的中紅外區(qū)域，透過率可高達 95% 左右。這使得它在一些特殊波長的紅外激光焊接應(yīng)用中具有不可替代的作用。

它的折射率較低，能夠減少激光在鏡片內(nèi)部的反射損失，提高激光的傳輸效率。同時，氟化鈣鏡片還具有雙折射特性，在某些需要利用光的偏振特性的激光焊接技術(shù)中可以發(fā)揮獨特的作用。

不過，氟化鈣鏡片的硬度相對較低，化學穩(wěn)定性在某些強酸性或堿性環(huán)境下可能會受到影響，需要在相對溫和的化學環(huán)境下使用。

應(yīng)用場景：

主要用于紅外激光焊接系統(tǒng)，特別是在一些對紅外激光透過率要求極高的科學研究和特定工業(yè)領(lǐng)域。例如，在半導體材料的紅外激光焊接過程中，氟化鈣鏡片可以確保紅外激光有效地聚焦在微小的半導體芯片焊接部位，提高焊接質(zhì)量。

硒化鋅(ZnSe)

特性：

硒化鋅鏡片在紅外波段同樣具有良好的透過率，在 1 - 20μm 的紅外區(qū)域有較好的光學性能。其透過率通常在 70% - 90% 之間，具體取決于激光波長。

它的物理特性使得它能夠承受一定程度的熱沖擊，在溫度變化較大的環(huán)境下，依然可以保持光學性能的穩(wěn)定。不過，硒化鋅鏡片的硬度相對較低，在使用過程中需要注意避免劃傷。

在化學穩(wěn)定性方面，硒化鋅鏡片對一些有機溶劑和弱酸有一定的耐受性，但在強堿性環(huán)境下容易被腐蝕。

應(yīng)用場景：

常用于紅外激光焊接設(shè)備，特別是在中長波紅外激光焊接的工業(yè)應(yīng)用中。例如，在塑料焊接領(lǐng)域，一些利用紅外激光進行熱塑性塑料焊接的設(shè)備可以使用硒化鋅鏡片來傳輸和聚焦激光，實現(xiàn)塑料部件的高效焊接。