平板太陽能產品性能的好壞,終體現在水箱的溫升上。而終的溫升是由一系列因素造成的。對平板太陽能而言,無疑板芯的重要程度可以稱之為其的“心臟”。這不僅僅是因為吸熱膜層對于平板太陽能集熱方面的重要性,焊接工藝也是造成板芯得此稱號的關鍵因素。焊接工藝的選擇決定了板芯流道與高選擇性吸熱涂層的結合強度、吸熱膜層的完整度,而這又與熱傳導效率有著直接的關系。
焊接技術作為影響平板太陽能熱傳導率的重要部分,受到整機企業的重視。目前,平板太陽能熱水器吸熱板主要有鋁片和銅片兩種,流體管道也有銅、鋁兩種。平板太陽能熱水器集熱器(集熱板)焊接主要有激光焊和超聲波焊兩種方式。但2012年明顯的一個現象是焊接領域內部的此消彼長。
激光焊接相對于超聲波焊接,市場份額幾乎完勝。由于激光焊接產品的美觀性及激光焊接企業的大力推廣,近兩年新上馬的平板生產線大多采用激光焊接技術,2011年,企業引進超聲波焊機約達30臺,而2012年幾乎只有去年的1/3;相對來講,激光焊機的發展較為平穩,相對于2011年的銷量,略有增長,約為20臺。截止到2012年底,業內超聲波焊機的總使用量約為80臺,激光焊的總使用量約為200臺。據某品牌企業技術人員講,進口產品激光焊機的技術基本可以保證,但國內這種技術是否能夠保證產品的穩定性還有待考證。
而超聲波焊接作為平板太陽能集熱器以往的生產工藝,已經有很多項目的實際應用案例,此種焊機多在之前的老牌企業中選用,如五星、鵬桑普、九陽等均有超聲波焊機。客觀的說,當前形勢下激光焊和超聲波焊接是齊頭并進的態勢,部分企業的焊接設備兩者并存,在這些企業中,超聲波焊機與激光焊機的比例約為3:2或2:1,少數企業兩種焊機數量相等。當然,對于明確要求使用某種焊接設備焊接產品的用戶除外,這種情況多集中在出口型的產品中。
激光焊
激光技術是采用偏光鏡反射激光產生的光束使其集中在聚焦裝置中產生巨大能量的光束,通過脈沖瞬間發出的激光焦點達到上千攝氏度,會在幾毫秒內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高選擇性吸熱涂層的焊接,在太陽能吸熱膜層上間隔3~5mm一個焊點。屬于非接觸式焊接,在被高度集中以提供焊接、切割及熱處理等功能前可傳送的距離相當長。它的優勢是在所焊工件上不需要加壓,整體變形小,能夠小程度破壞吸熱涂層表面。這也是造成業內輿論導向激光焊接優于超聲波焊接的重要原因,但激光焊接會使所焊接物體物理結構發生變化,機械強度變差,且對導熱性能有一定影響。國內激光焊接代表生產商有:深圳聯贏激光、武漢楚天激光、深圳大族激光等。
超聲波焊接
超聲波焊接是利用超聲波高頻機械振動產生的高密度能量,在工件表面產生塑性變形并在壓力下破壞表面層,使所焊金屬在常溫下產生的物理性連接。超聲波焊接雖然會破壞膜層的3%左右,但因為是連續型非熔化焊接,熱傳導效率方面相對較好。同時在材料成本方面超聲波焊接具有一定優勢,超聲波焊適應薄的產品,國際上主流平板產品銅板一般為0.12mm-0.2mm之間,企業為考慮材料成本,現在有些企業選用鋁板,超聲波焊選擇0.2-0.3mm即可。而激光焊適應于厚的材料,如選用鋁板厚度一般選擇0.4mm,造成材料成本方面高些。其實兩種焊接技術各有千秋,使用哪種焊接設備企業應根據自身的實際情況來選擇更合適的,而不是籠統的評價兩種焊接技術的優劣。