激光焊接头镜片的材质有哪些？

有很多材料可以做激光焊接头的镜片，但是不同材料的特性不一样，所能够针对的应用场景也不同。松盛光电来给大家介绍激光焊接头镜片的材质有哪些以及不同材质的镜片合适的应用场景，来了解一下吧。

石英(SiO₂)

特性：

石英镜片具有优秀的光学性能，在紫外到红外的较宽波段范围内都有良好的透过率。在可见光区域，其透过率可以高达 90% 以上。例如，对于常用的 1064nm 激光波长，石英镜片能够有效地传输激光能量。

它的热稳定性很好，能够承受较高的温度变化而不会轻易变形。石英的热膨胀系数很低，在激光照射产生热量的情况下，依然可以保持镜片的形状精度，确保激光的聚焦和传输效果。

化学稳定性也较强，在一般的化学环境下，如遇到弱酸、弱碱等化学物质，石英镜片不容易被腐蚀。这使得它可以在多种工业环境下使用，包括一些可能产生少量化学飞溅物的激光焊接场景。

应用场景：

广泛应用于光纤激光焊接设备中。由于光纤激光的波长范围(如 1080nm 左右)适合石英镜片的光学特性，并且光纤激光焊接通常需要高精度的光学传输和聚焦，石英镜片能够很好地满足这一要求。在焊接电子元器件等精密部件时，石英镜片可以确保激光能量精确地聚焦在微小的焊接部位。

蓝宝石(Al₂O₃)

特性：

蓝宝石镜片的硬度非常高，在莫氏硬度等级中可以达到 9.仅次于钻石。这使得它具有出色的耐磨性，能够抵抗激光焊接过程中飞溅的金属颗粒、灰尘等对镜片表面的划伤。例如，在焊接汽车零部件等容易产生大量飞溅物的场景中，蓝宝石镜片能够保持良好的光学性能。

它在可见光和近红外波段也有较高的透过率，对于一些特定波长的激光，如 1064nm 的 Nd - YAG 激光，蓝宝石镜片可以有效地传输激光能量。

蓝宝石的化学稳定性极佳，能够耐受多种化学物质的腐蚀，包括强酸、强碱等。这使得它可以在恶劣的化学环境下工作，如在化工设备的激光焊接过程中，能够抵御化学物质对镜片的损害。

应用场景：

常用于高功率、高能量密度的激光焊接场合。例如，在航空航天领域，焊接钛合金、镍基合金等难熔金属时，需要高能量的激光束，蓝宝石镜片能够承受这种高能量密度的激光，并且由于其硬度高、化学稳定性好，可以在复杂的焊接环境中保证激光的有效传输。

氟化钙(CaF₂)

特性：

氟化钙镜片在红外波段具有优异的透过率，尤其是在 3 - 12μm 的中红外区域，透过率可高达 95% 左右。这使得它在一些特殊波长的红外激光焊接应用中具有不可替代的作用。

它的折射率较低，能够减少激光在镜片内部的反射损失，提高激光的传输效率。同时，氟化钙镜片还具有双折射特性，在某些需要利用光的偏振特性的激光焊接技术中可以发挥独特的作用。

不过，氟化钙镜片的硬度相对较低，化学稳定性在某些强酸性或碱性环境下可能会受到影响，需要在相对温和的化学环境下使用。

应用场景：

主要用于红外激光焊接系统，特别是在一些对红外激光透过率要求极高的科学研究和特定工业领域。例如，在半导体材料的红外激光焊接过程中，氟化钙镜片可以确保红外激光有效地聚焦在微小的半导体芯片焊接部位，提高焊接质量。

硒化锌(ZnSe)

特性：

硒化锌镜片在红外波段同样具有良好的透过率，在 1 - 20μm 的红外区域有较好的光学性能。其透过率通常在 70% - 90% 之间，具体取决于激光波长。

它的物理特性使得它能够承受一定程度的热冲击，在温度变化较大的环境下，依然可以保持光学性能的稳定。不过，硒化锌镜片的硬度相对较低，在使用过程中需要注意避免划伤。

在化学稳定性方面，硒化锌镜片对一些有机溶剂和弱酸有一定的耐受性，但在强碱性环境下容易被腐蚀。

应用场景：

常用于红外激光焊接设备，特别是在中长波红外激光焊接的工业应用中。例如，在塑料焊接领域，一些利用红外激光进行热塑性塑料焊接的设备可以使用硒化锌镜片来传输和聚焦激光，实现塑料部件的高效焊接。