焊接工藝的優(you) 劣對平板太陽能集熱器的熱傳(chuan) 遞起到決(jue) 定性的作用。目前主流的焊接有激光焊和超聲波焊,平板太陽能集熱器吸熱板主要采用鋁片和銅片兩(liang) 種,而流道基本都采用銅管,這兩(liang) 種焊接方法在實際運用中各有千秋。
激光技術是采用偏光鏡反射激光產(chan) 生的光束使其集中在聚焦裝置中產(chan) 生巨大能量的光束。通過脈衝(chong) 瞬間發出的激光焦點達到上千℃,會(hui) 在幾ms內(nei) 將金屬材料熔化和蒸發,利用這一效應來進行太陽能集熱器板芯流道與(yu) 高選擇性吸熱塗層的焊接,屬於(yu) 非接觸式焊接。它的優(you) 勢在於(yu) 所焊工件上不需要加壓,整體(ti) 變形小,能夠最小程度破壞吸熱塗層表麵;但激光焊接也會(hui) 影響焊接物體(ti) 物理結構的變化,焊點受冷熱交替衝(chong) 擊頻繁易導致斷裂,強度較差,這對於(yu) 平板集熱器晝夜間歇工作導致的冷熱交替影響尤為(wei) 致命。
超聲波金屬焊接是利用超聲波高頻機械振動產(chan) 生的高密度能量,隻是在靜壓力之下,將能量轉變為(wei) 工件間的摩擦功、形變能,接頭間的冶金結合是母材不發生熔化的情況下實現的一種固態焊接方法。
其優(you) 點是焊接材料不熔融,不脆弱金屬特性,焊接時間短,熔合強度高、接近冷態加工;但會(hui) 破壞吸熱層3%左右,所焊接金屬不能太厚(一般≤5mm這對於(yu) 平板太陽能吸熱板焊接來說反而成為(wei) 優(you) 勢),而且因為(wei) 是連續型非熔化焊接,熱傳(chuan) 導效率方麵相對較好,有人做過試驗同等工況下,超聲波焊接的產(chan) 品比激光焊熱傳(chuan) 導效率要高3%左右。
國際上主流平板產(chan) 品銅板的厚度一般為(wei) 0.12mm~0.2mm之間,而銅管的壁厚多采用0.5mm,隨著銅價(jia) 格的不斷上漲,企業(ye) 為(wei) 考慮材料成本,越來越多地選用鋁板,銅的導熱係數為(wei) 390W/(m·K),鋁的導熱係數為(wei) 237W/(m·K),按照熱傳(chuan) 導基本公式Q=姿×A×△T/L,鋁板厚度達到銅板的1.65倍(2mm~3mm)即可達到相同的傳(chuan) 熱速率。
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