平板太陽能集熱器超聲波焊接工藝解析

吸熱片院目前國內所采用的吸熱片有鋁片和銅片超音波熔接機兩種，選擇性吸﹑收膜層工藝主要有：藍鈦膜﹑黑鉻鍍層陽極氧化。片材厚度為0。12mm～0。5mm，對於超聲波焊接而言，不同厚度及硬度的材料，所需的振幅，壓力及紋路均有不同，這與超聲波焊接的原理相關，同時還需考慮超聲波振幅沿垂直於焊頭方向的傳遞衰減。實際應用中，有幾個基本方向：1）焊接銅材料需要的單位面積能量要比鋁材高；2）焊紋的深度逸片材厚度；整體焊紋寬度∝材料厚度；振幅+壓力∝材料厚度；3）振幅+壓力∝材料硬度。激光焊，根據其原理，一般選擇較厚的片材，而對於超聲波焊，則不需要選擇厚的材料，只需考慮傳熱效率。舉個例子：0。12mm厚的藍鈦膜片，通常可以選擇0。3mm紋深的焊頭，焊縫寬度為2～2。6mm；當考慮焊頭磨損壽命時，也可選擇0。4mm紋深焊頭，焊縫寬度2。8mm。這裡需注意的一個問題：陽極氧化片材在與銅管接觸的部分，不能有氧化層。

銅管目前國內所采用的銅管主要有D8﹑D10﹑D12三種規格，還有一些客戶用到D9。5等規格，但並不多見。壁厚範圍：0。45～1。0mm，狀態有：硬態半硬態和軟態。激光焊對於銅管狀態沒有要求，只對壁厚有要求；超聲波焊則對銅管要求較高，主要是需要一定的機械強度。為什麼超聲波焊對銅管強度要求較高呢？原因在於其工作原理：相對往復加速度所產生的擠壓擴散。我們通常加在所焊工件上的靜壓力為：200N左右，這個力並不大，但超聲波焊接時會產生約50000g的往復加速度，這個微觀作用力就很大，焊接時，材料被這個力直接成型，同時伴隨著局部溫升，當銅管強度不夠時，將會產生屈服變形，使焊接靜壓力加不到焊件上。所以，我們建議銅管采用硬態銅管，D8銅管壁厚建議為：0。5～0。6mm，D10﹑D12銅管壁厚建議為：0。6～0。7mm。對於熱管，由於其為半硬態或軟態，建議銅管壁厚為：1。0mm。