目前,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,而國內(nei) 平板太陽能熱水器集熱器(集熱板)主流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。
激光焊接 VS 超聲波焊接
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攝氏度,會(hui) 在幾毫秒內(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,在太陽能吸熱膜層上間隔3~5mm一個(ge) 焊點。
屬於(yu) 非接觸式焊接,在被高度集中以提供焊接、切割及熱處理等功能前可傳(chuan) 送的距離相當長。它的優(you) 勢是在所焊工件上不需要加壓,整體(ti) 變形小,能夠小程度破壞吸熱塗層表麵。這也是造成業(ye) 內(nei) 輿論導向激光焊接優(you) 於(yu) 超聲波焊接的重要原因,但激光焊接會(hui) 使所焊接物體(ti) 物理結構發生變化,機械強度變差,且對導熱性能有一定影響。目前國內(nei) 激光焊接代表生產(chan) 商有:大族激光、聯贏激光、楚天激光等企業(ye) 。
超聲波焊接是利用超聲波高頻機械振動產(chan) 生的高密度能量,在工件表麵產(chan) 生塑性變形並在壓力下破壞表麵層,使所焊金屬在常溫下產(chan) 生的物理性連接。超聲波焊接雖然會(hui) 破壞膜層的3%左右,但因為(wei) 是連續型非熔化焊接,熱傳(chuan) 導效率方麵相對較好。同時在材料成本方麵超聲波焊接具有一定優(you) 勢,超聲波焊適應薄的產(chan) 品,國際上主流平板產(chan) 品銅板一般為(wei) 0.12mm-0.2mm之間,企業(ye) 為(wei) 考慮材料成本,現在有些企業(ye) 選用鋁板,超聲波焊選擇0.2-0.3mm即可。
而激光焊適應於(yu) 厚的材料,如選用鋁板厚度一般選擇0.4mm,造成材料成本方麵高些。其實兩(liang) 種焊接技術各有千秋,使用哪種焊接設備企業(ye) 應根據自身的實際情況來選擇更合適的,而不是籠統的評價(jia) 兩(liang) 種焊接技術的優(you) 劣。目前國內(nei) 超聲波焊接代表生產(chan) 商有:五星、鵬桑普、九陽等企業(ye) 。
超聲波焊接優(you) 勢 VS 激光焊接優(you) 勢
激光技術的優(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。
超聲波金屬點焊機用於(yu) 金屬的同類焊接,並能對銅、銀、鋁、鎳有色金屬的細薄材料,實施單點、多點短條狀的焊接,可廣泛適用於(yu) 熔斷片鋰電池的極耳等各種形狀的焊接。
超聲波金屬點焊機采用電子程序控製,功率大、效率高,自動化控製,操作容易,內(nei) 置電子保護電路,使用安全,工作穩定可靠。焊件具有焊接麵牢固、強度高,主觀、環保等特點。
目前國際上主流平板產(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。
超聲波焊接機適合焊接比較薄的產(chan) 品,激光焊接會(hui) 把薄的直接激穿。還有一個(ge) 重要的方麵是,激光焊接機的價(jia) 格是超聲波焊接機的數倍以上。
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