全自動串焊機(jī)設(shè)備應(yīng)用于太陽能組件生產(chǎn)中，將太陽能電池片焊接成電池串的這道工序。由于電池片的焊接質(zhì)量直接影響到組件的性能，所以焊接方式的選擇顯得尤為重要。

太陽能電池片的焊接方式有接觸式和非接觸式焊接兩種。

接觸式焊接也就是烙鐵焊接，利用烙鐵頭的熱量進(jìn)行焊接。這種方式比較傳統(tǒng)，存在很多弊端：溫度均勻性較差、烙鐵頭需要經(jīng)常清理、焊接周期較長等；

非接觸式焊接主要有熱風(fēng)焊、電磁感應(yīng)焊和紅外焊，其中紅外焊接技術(shù)以其特有的優(yōu)勢應(yīng)用最為廣泛。本文主要討論了紅外焊接技術(shù)以及紅外焊接在串焊機(jī)設(shè)備上的具體應(yīng)用。

串焊機(jī)專用加熱管

1 紅外焊接技術(shù)

1.1 紅外線加熱器

它由石英泡殼和鎢絲組成。將鎢絲伸入充氣的石英管中，鎢絲在交流電壓作用下發(fā)熱并加熱石英管中的氣體，由此產(chǎn)生紅外線輻射，當(dāng)紅外線被物體吸收時(shí)，物體即被加熱。燈管背面有一層反射層，能使光線集中于一面，減少能量的浪費(fèi)。燈絲在均勻的區(qū)間內(nèi)，因?yàn)橛墟u絲的支撐，所以不容易下垂。

1.2 紅外線焊接的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：發(fā)熱效率高、熱損失少、設(shè)備維修成本低，直接對物體進(jìn)行加熱，而不加熱周圍的空氣，且具有適用于加熱對象的最佳波長；

缺點(diǎn)：紅外線屬于輻射技術(shù)，附帶輻射技術(shù)中的弱點(diǎn)——超溫風(fēng)險(xiǎn)；由于熱特性差異造成的焊點(diǎn)間的溫差問題。

2 紅外焊接技術(shù)在串焊機(jī)設(shè)備上的應(yīng)用

2.1 紅外線輻射模組

串焊機(jī)設(shè)備采用了半面鍍金紅外線輻射模組，近紅外線輻射方式焊接。此外，配套安裝了紅外測溫儀，通過紅外溫度傳感器的感應(yīng)，可以將溫度實(shí)時(shí)反饋出來，便于系統(tǒng)對溫度的控制，使溫度保持在一個(gè)相對比較穩(wěn)定的數(shù)值。

紅外線輻射模組主要由半面鍍金反射膜紅外燈管、散熱風(fēng)機(jī)、配套安裝模組的夾具、絕緣瓷件、反射罩等組成。其中紅外燈管采用半面鍍金涂層，能將紅外熱量集中反射到同一個(gè)方向，實(shí)現(xiàn)高達(dá)95%的反射效率。模組采用 5 支加熱管等間距排列 （單支加熱管功率 1.5 kW，模組最大功率 7.5 kW），使用一個(gè)統(tǒng)一的反射罩。熱源可以有效覆蓋整個(gè)電池片面積，溫度均勻性較好。 （如圖1）

圖1紅外線燈管輻射光量分布

設(shè)備采用兩套同樣的紅外焊接模組，分別設(shè)置預(yù)熱、焊接兩個(gè)加熱區(qū)域。預(yù)熱溫度控制在 120～160 ℃，焊接溫度控制在 230～260 ℃。當(dāng)電池片傳送至紅外焊接區(qū)域內(nèi)時(shí)，紅外燈管會在電池片垂直于焊帶方向輻射出一定波長的紅外線，迅速提高焊帶和電池片銀柵線的溫度，升溫后在電池片正反兩面同時(shí)施焊。

2.2 紅外焊接溫度控制原理

紅外焊接溫度控制原理：紅外測溫傳感器采集到溫度后，反饋給紅外測溫儀，紅外測溫儀將溫度參數(shù)輸出到 PLC 溫度控制模塊的輸入端，PLC 溫控模塊根據(jù)實(shí)測溫度與設(shè)定溫度的差距來調(diào)節(jié) 4～20 mA 輸出電流，通過調(diào)節(jié)雙向可控硅功率的大小進(jìn)而控制紅外加熱的輸出功率。紅外加熱管輸出功率的大小與加熱溫度的高低成正比。 （如圖2）

圖2紅外焊接溫度控制原理框圖

采用紅外焊接這種方式，基本能夠保證區(qū)域溫度分布均勻，有效解決了電池片虛焊的問題。焊接過程一次性完成，設(shè)備效率也得到了提升。

3 結(jié)束語

由于太陽能電池片具有薄、脆和易開裂的物理特性，采用自動焊接工藝難度比較高。紅外焊接具有清潔、無污染、高效、節(jié)能便于維修等優(yōu)點(diǎn)，是目前最成熟穩(wěn)定的一種焊接方式。這種方式不僅能確保焊接質(zhì)量，而且能大大提高生產(chǎn)效率。焊接外觀相對點(diǎn)焊的方式更美觀，更大程度降低了太陽能電池片焊接中的虛焊及隱裂問題。相信紅外焊接技術(shù)的應(yīng)用前景會更為廣闊！