平板太阳能超声波焊接技术探讨

问答主题：平板太阳能超声波焊接技术探讨
问答嘉宾：刘晓兵
问答时间：201203
问答地点：中国太阳能产业联盟网
嘉宾简介：现任佛山市顺德区楚鑫机电有限公司总经理，中国声学会会员。
2003年创立佛山市顺德区楚鑫机电有限公司，生产销售超声波金属焊接设备至今。目前佛
山市顺德区楚鑫机电有限公司所拥有的超声波金属焊接技术，在国内属于填补国内空白的地
位。产品完全替代欧美进口同类产品。

问题：平板太阳能里吸热片的焊接，有人说激光焊好，有人说超声波焊好，您觉得哪种好？
回答：这两种焊接方法，各有优缺点，从欧美厂家使用情况来看，超声波焊还是占主流，下
面就具体说明一下：
激光焊是利用高能激光将所焊金属熔化而产生连接。在太阳能吸热板焊接中采用间隔3-5mm一个焊点的形式焊接。优点：在所焊工件上不需要加压，整体变形小；吸热层表面破坏小。缺点：金属片和铜管之间绝对导热面积小，影响热传导效率；对铜管平直度要求高，不易对准焊接位；焊点强度较差，冷热交替频繁或受外力时，焊点易断裂。
超声波焊是利用超声波焊头所产生的往复加速度，使所焊金属在常温下产生的物理性连接。优点：焊接牢固，热传导效率高。缺点：在吸热层表面会留下3mm左右的焊痕，减小吸热面积；片材表面会产生波浪状变形，可通过表面压纹避免；对铜管机械强度要求高。
对于生产效率，两者差不多，激光焊稍逊。对于热传导效率，激光焊也稍逊，即使超声波焊接会在吸热板上产生焊痕，超声波焊接的产品比激光焊热传导效率要高3%左右（即同等工况下，水温高3%左右）。

问题：我们公司买了一台超声波滚焊机，总不稳定，焊接出来后很多地方虚焊，焊接强度也不高，这是什么问题？
回答：超声波焊接不稳定，需从三个方面找原因：
１机器本身：超声波金属焊接技术要求很高，完全不同于超声波塑料焊接技术。现在国内能
做好超声波金属焊的公司也只有楚鑫机电了，其它公司都是用超声波塑料焊的配置来做，当
然做不好，表象就是焊接不稳定。所以买机器，要不就买楚鑫产品，或者买进口欧美产品。
２所焊材料：这里重点讲一下铜管。超声波焊要求铜管有好的机械强度，这是超声波焊接原
理所要求的，这就和铜管的壁厚及硬度有关了，有的厂家为了节省成本，铜管壁厚达不到要
求，在焊接的时候，铜管都变形了，那当然焊不好。
３焊接参数：不同的材料需要不同的参数，例如壁厚厚的吸热片需要大些的超声波振幅﹑大
些的压力﹑粗一些的纹路......

问题：哪些吸热材料适合超声波焊接？
回答：现在市面上能够买到的材料都能用超声波焊接，像蓝钛膜﹑黑铬﹑阳极氧化.....
这里要强调一下：阳极氧化的片材，在和铜管接触位，需将氧化层去掉，才能焊接。

问题：您认为吸热板用铜好，还是用铝好？
回答：个人认为铜好，不论是从焊接结合强度，还是防腐特性，铜当然好，只不过价格贵。
从技术角度上来说，2倍当量的铝能够满足导电及导热特性，但是从超声波焊接角度来说，
铝和铜的结合强度，远没有铜和铜的结合强度高，另外铝的防腐问题是个大问题。

问题：超声波焊接的生产效率？
回答：超声波焊接铜片速度一般为：8-9m/min;
           超声波焊接铝片速度一般为：10-12m/min。

问题：为什么超声波焊接时，要在铜管上先滚一道？
回答：这个问题问得很专业，实际上用超声波先滚一道不是必备条件，先滚一道只是一种方
法，其它的方法还有：清洗﹑打磨等，其目的都是为了便于超声波进行焊接：形成清洁及带
有一定摩擦系数的焊面。用超声波先滚一道，是经过实践检验的最稳妥的处理方法。进一步
的理解，就要从超声波金属焊接的原理来探究了。

问题：为什么贵司的产品比国内其它厂家的产品至少贵一倍以上？
回答：首先，我介绍一下我们的定价方式，我们产品分两个部分，一个是超声波部分；一个
是机架部分。我们的超声波部分，价格是定在欧美产品一半的基础上的；我们的机架部分，
价格是按国内的标准定价的。
国内其它厂家的产品，其超声波部分是用流行的超声波塑料焊部件来做的，本身就达不到超
声波焊接金属的要求，价格自然就低；另外，既然它的超声波部分不行，机架部分也就没花
心思去做了。相对于国内超声波塑料焊机器，即使它们定价比我们的低一半以上，其毛利润
也是很高的，所以有很多厂家还是希望进入这个市场。但这种急功近利的做法，我是不赞同
的，我希望他们能首先搞好超声波金属焊接的核心技术，再走向市场，不然的话会从基础上
降低我国平板太阳能产品的品质，这会损人不利己。

问题：贵司的经营战略是什么？
回答：首先，我们企业是以技术立企，目标是为客户提供优质的超声波金属焊接设备；其次，
我们经营目标是像很多的德国企业一样，做超声波金属焊接行业的隐形冠军。