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平板太陽能的焊接工藝

平板太陽能的焊接工藝

焊接工藝的優(yōu)劣對平板太陽能集熱器的熱傳遞起到?jīng)Q定性的作用。目前主流的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種，而流道基本都采用銅管，這兩種焊接方法在實際運用中各有千秋。

激光技術(shù)是采用偏光鏡反射激光產(chǎn)生的光束使其集中在聚焦裝置中產(chǎn)生巨大能量的光束。通過脈沖瞬間發(fā)出的激光焦點達到上千℃，會在幾ms內(nèi)將金屬材料熔化和蒸發(fā)，利用這一效應(yīng)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，屬于非接觸式焊接。它的優(yōu)勢在于所焊工件上不需要加壓，整體變形小，能夠最小程度破壞吸熱涂層表面；但激光焊接也會影響焊接物體物理結(jié)構(gòu)的變化，焊點受冷熱交替沖擊頻繁易導(dǎo)致斷裂，強度較差，這對于平板集熱器晝夜間歇工作導(dǎo)致的冷熱交替影響尤為致命。
超聲波金屬焊接是利用超聲波高頻機械振動產(chǎn)生的高密度能量，只是在靜壓力之下，將能量轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぜg的摩擦功、形變能，接頭間的冶金結(jié)合是母材不發(fā)生熔化的情況下實現(xiàn)的一種固態(tài)焊接方法。
其優(yōu)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(tài)加工；但會破壞吸熱層3%左右，所焊接金屬不能太厚（一般≤5mm這對于平板太陽能吸熱板焊接來說反而成為優(yōu)勢），而且因為是連續(xù)型非熔化焊接，熱傳導(dǎo)效率方面相對較好，有人做過試驗同等工況下，超聲波焊接的產(chǎn)品比激光焊熱傳導(dǎo)效率要高3%左右。
國際上主流平板產(chǎn)品銅板的厚度一般為0.12mm~0.2mm之間，而銅管的壁厚多采用0.5mm，隨著銅價格的不斷上漲，企業(yè)為考慮材料成本，越來越多地選用鋁板，銅的導(dǎo)熱系數(shù)為390W/（m·K），鋁的導(dǎo)熱系數(shù)為237W/（m·K），按照熱傳導(dǎo)基本公式Q=姿×A×△T/L，鋁板厚度達到銅板的1.65倍（2mm~3mm）即可達到相同的傳熱速率。

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