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(xué)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(dá) 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(huì)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(xué)穩(wěn)定性也較強(qiáng)，在一般的化學(xué)環(huán)境下，如遇到弱酸、弱堿等化學(xué)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(xué)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(xué)特性，并且光纖激光焊接通常需要高精度的光學(xué)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(shí)，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(lán)寶石(Al?O?)

特性：

藍(lán)寶石鏡片的硬度非常高，在莫氏硬度等級中可以達(dá)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(lán)寶石鏡片能夠保持良好的光學(xué)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(lán)寶石鏡片可以有效地傳輸激光能量。

藍(lán)寶石的化學(xué)穩(wěn)定性極佳，能夠耐受多種化學(xué)物質(zhì)的腐蝕，包括強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等。這使得它可以在惡劣的化學(xué)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(xué)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(shí)，需要高能量的激光束，藍(lán)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(xué)穩(wěn)定性好，可以在復(fù)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(dá) 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(shí)，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(dú)特的作用。

不過，氟化鈣鏡片的硬度相對較低，化學(xué)穩(wěn)定性在某些強(qiáng)酸性或堿性環(huán)境下可能會(huì)受到影響，需要在相對溫和的化學(xué)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(xué)研究和特定工業(yè)領(lǐng)域。例如，在半導(dǎo)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(dǎo)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(xué)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(xué)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(xué)穩(wěn)定性方面，硒化鋅鏡片對一些有機(jī)溶劑和弱酸有一定的耐受性，但在強(qiáng)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(jìn)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(shí)現(xiàn)塑料部件的高效焊接。