CN106191733B - 一种金属丝镀锡方法及金属丝镀锡设备 - Google Patents

一种金属丝镀锡方法及金属丝镀锡设备 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种金属丝镀锡方法及金属丝镀锡设备，金属丝镀锡方法包括以下步骤：对金属丝卷进行放线，并对金属丝进行在线退火；将退火后的金属丝连续通过熔融状态下的镀锡液；将金属丝连续穿过定径模具，通过定径模具对金属丝的表面的镀锡层进行定型，制成预设直径的镀锡金属丝；对镀锡金属丝进行冷却，并将冷却后的镀锡金属丝绕制成镀锡金属丝卷。所述金属丝镀锡装置用于以上任一项所述的金属丝镀锡方法。通过本发明的金属丝镀锡方法及金属丝镀锡设备可得到具有镀层厚度较大，而且分布均匀的镀锡铜丝，其各处焊接性能一致，可保证太阳能电池块上的细栅线与该方法制出的镀锡铜丝之间的优良的焊接性能，最终降低太阳能电池的功率损失。

Description

一种金属丝镀锡方法及金属丝镀锡设备
技术领域
本发明属于太阳能电池制造领域，尤其涉及一种金属丝镀锡方法及金属丝镀锡设备。
背景技术
目前国内市场的镀锡圆铜丝主要通过电镀和热浸镀两种方式制成。其中，采用电镀方法获得的镀锡铜丝表面光洁，镀锡层分布均匀，厚度可控，但其生产成本高，耗时耗材，而且并不环保。采用热浸镀锡方法制造过程简单，操作方便，造价便宜，但是镀锡铜丝上的镀锡层较薄，表面粗糙，厚度不均匀，导致其焊接性能不一致，容易出现虚焊现象，最终造成通过该镀锡铜丝串接的太阳能电池的功率损失较大。
发明内容
为解决以上问题，本发明的一个目的是提出一种金属丝镀锡方法，通过该方法为铜丝镀锡，可得到具有镀层厚度较大，而且分布均匀的镀锡铜丝，其各处焊接性能一致，可保证太阳能电池板上的细栅线与该方法制出的镀锡铜丝之间的优良的焊接性能，提高太阳能电池表面的焊接剥离力，不会出现虚焊现象，最终降低相关的太阳能电池的功率损失。本发明的另一个目的是提出一种金属丝镀锡设备，用于实施本发明的所述金属丝镀锡方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以解决。
一种金属丝镀锡方法，包括以下步骤：
步骤02：对金属丝卷进行放线，并对金属丝进行在线退火；
步骤04：将退火后的金属丝连续通过熔融状态下的镀锡液；
步骤06：将金属丝连续穿过定径模具，通过定径模具对金属丝的表面上所粘的镀锡层进行定型，制成预设直径的镀锡金属丝；
步骤08：对镀锡金属丝进行冷却，并将冷却后的镀锡金属丝绕制成镀锡金属丝卷。
根据本发明的金属丝镀锡方法，金属丝在放线时直接连续穿过一个加热装置进行退火软化，加热装置内的温度可根据金属丝材料设置成不同的退火温度。退火后的金属丝连续通过熔融的镀锡液后，金属丝表面会粘上大量的镀锡液，形成镀锡层，在金属丝穿过定径模具的过程中，定径模具会对镀锡层进行定型，使其按照预设厚度均匀分布在金属丝的表面，以此制成所需的预设直径的镀锡金属丝，然后再对镀锡金属丝进行冷却，使镀锡金属丝表面的镀锡层凝固成型，最后再将凝固好的镀锡金属丝进行绕制绕制成便于存放和运输的镀锡金属丝卷。本发明的金属丝镀锡方法主要通过定径模具对通过镀锡液的金属丝进行定型，可得到具有镀层厚度较大，而且分布均匀的镀锡金属丝，其各处焊接性能一致，可用于对太阳能电池块进行串焊，可提高太阳能电池表面的焊接剥离力，不会出现虚焊现象，可降低太阳能电池的功率损失。
作为优选的，在步骤06中，所述定径模具上设置有预设直径的匀锡通孔，匀锡通孔的中心线保持竖直，使所述金属丝竖直向上穿过所述匀锡通孔的中心位置，通过匀锡通孔刮掉多余的镀锡料并使镀锡料在金属丝上分布均匀。
根据本发明的金属丝镀锡方法，金属丝通过镀锡液后形成的镀锡金属丝在连续穿过定径模具上的预设直径的匀锡通孔时，其表面多余的镀锡料会被匀锡通孔刮掉，使镀锡金属丝的直径达到预设直径，其各处的镀锡层分布均匀，厚度相同。
作为优选的，所述定径模具的下方设置保温装置，金属丝穿过所述定径模具前穿过保温装置进行保温。
根据本发明的金属丝镀锡方法，保温装置为金属丝上的镀锡层提供热量，可防止金属丝上的镀锡层在进入定径模具前冷却硬化，使镀锡金属丝可穿过定径模具上的匀锡通孔后达到预设直径。
作为优选的，所述保温装置内的温度范围为180-240℃。
根据本发明的金属丝镀锡方法，多种不同品种的镀锡合金的熔化温度都处于180-240℃的范围内，在此温度范围内可保证镀锡金属丝上的镀锡料在进入定径模具前不会冷却硬化。
作为优选的，在步骤04中，金属丝通处镀锡液时保持绷紧状态竖直向上传递。
根据本发明的金属丝镀锡方法，通过镀锡液的金属丝在保持竖直向上时，其表面的镀锡液不会因形成液滴低落而造成金属丝表面的镀锡液不足的现象。在从镀锡液中取出金属丝时需要经金属丝绷紧，可避免因金属丝晃动而将镀锡液洒落，可避免金属丝表面的镀锡液不足的情况发生。
作为优选的，将金属丝从镀锡液从镀锡液中取出时刮掉金属丝上的所粘的镀锡渣。
根据本发明的金属丝镀锡方法，镀锡液的表面常因热量散失而形成一层度锡渣皮，金属丝在连续向上运动时会将镀锡渣皮粘上，不利于镀锡液在金属丝表面的均匀分布，因此需要设置浮模等工具将金属丝上的度锡渣刮去，浮模上设置有刮锡通孔，金属丝穿过浮模上的刮锡通孔即可将镀锡渣刮掉。
作为优选的，在步骤08中，在所述定径模具的上方设置冷却装置，通过所述冷却装置对镀锡金属丝的表面的镀锡层的温度冷却至80℃以下。
根据本发明的金属丝镀锡方法，冷却装置一般采用风扇，风扇可对镀锡铜丝进行吹风冷却，使镀锡铜丝表面的镀锡层在镀锡铜丝被绕制成卷前就冷却硬化，使其镀锡层在被镀锡铜丝被绕制成卷时不会受到影响。
一种金属丝镀锡设备，用于以上任一项所述的金属丝镀锡方法，包括：机架、所述定径模具、锡炉和冷却装置，所述机架上设置有进线绕轮和出线绕轮，所述进线绕轮和所述出线绕轮分布设置在所述机架的下部和上部，所述金属丝从所述进线绕轮的轮面的下部绕过后又从所述出线绕轮的轮面的上部绕过；所述定径模具设置在所述进行绕轮和所述出线绕轮之间，所述定径模具上设置有所述匀锡通孔，所述金属丝穿过所述匀锡通孔；所述锡炉设置在所述机架的下部，所述锡炉上设置有锡槽，所述锡槽中盛装有镀锡液，所述进线绕轮的轮面的下部伸入所述锡槽中；所述冷却装置设置在所述定径模具与所述出线绕轮之间，所述冷却装置包括竖直排列的多个风扇，每个所述风扇的吹风口正对所述金属丝。
根据本发明的金属丝镀锡设备，进线绕轮和出线绕轮分别设置在机架的下部和上部，进线绕轮和出线绕轮的轮周上都设置有沟槽，金属丝从进线绕轮的下部的沟槽绕过后又从出线绕轮的上部的沟槽绕过，机架的下部还设置有锡炉，进线绕轮位于锡炉上盛有镀锡液的镀锡槽内，金属丝从进线绕轮绕过时会粘上镀锡液，镀锡液冷却后将形成镀锡层。由于金属丝自身与匀锡通孔保持同轴心，金属丝上的镀锡液在金属丝经过定径模具上的匀锡通孔时会被匀锡通孔的边沿限制，使镀锡液在金属丝上分布均匀，定径模具与出线绕轮之间的冷却装置通过风扇对金属丝上的镀锡液进行吹风冷却，镀锡液冷却后将形成表面光滑厚度均匀的镀锡层，使镀锡后的金属丝在各个方向上的焊接性能都一致，在焊接时不会出现虚焊现象。并且镀锡后的金属丝的直径将与匀锡通孔相等，通过增大匀锡通孔的直径即可加厚镀锡层，进一步提高镀锡金属丝的焊接性能。
作为优选的，所述匀锡通孔包括从下至上依次相连通的下喇叭孔、直通孔和上喇叭孔，所述下喇叭孔的小口与所述直通孔的下端口连通，所述上喇叭孔的小口与所述直通孔的上端口连通，所述预设直径等于所述直通孔的直径。
根据本发明的金属丝镀锡设备，匀锡通孔靠近下端口的部分为下喇叭孔，中部为直通孔，下喇叭孔的直径缩小至直通孔的直径，随着下喇叭孔的直径的收缩，可逐渐刮掉金属丝上多余的镀锡料，直通孔的内径为镀锡金属丝的预设直径，上喇叭孔可盛接金属丝传递出定径模具时所滑落的镀锡料，并使之积聚到直通孔的上端口的部位，为每部分被传送出定径模具的金属丝再次补锡，使之表面的镀锡层保持光滑，还可弥补镀锡层因受冷收缩所减小的厚度。
作为优选的，所述定径模具的数量为多个，每个所述定径模具上都设置有不同预设直径的匀锡通孔，多个所述定径模具根据其各自的匀锡通孔的预设直径的大小从大到小依次沿镀锡金属丝的运动方向排列。
根据本发明的金属丝镀锡设备，多个定径模具中每个定径模具的匀锡通孔都有不同的预设直径，每个不同预设直径的匀锡通孔都可将镀锡层的厚度减小到一定程度，直至排列在最上方的定径模具的匀锡通孔将金属丝的镀锡层的厚度减小到最终设计厚度。
说明书附图
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
图1是本发明的金属丝镀锡方法的步骤框图；
图2是本发明的金属丝镀锡设备的一种实施例的结构示意图。
在图2中：1机架，2进线绕轮，3出线绕轮，4锡炉，5锡槽，6定径模具，7浮模，8保温筒，9风扇，10铜丝。
具体实施方式
为了能更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合本发明的第二方面的实施例提供的金属丝镀锡设备对本发明的第一方面的实施例提供的一种金属丝镀锡方法进行进一步的详细描述。在以下任一项实施例中，金属丝选用铜丝10。
参考图1和图2，在步骤02至步骤08中，铜丝卷被装入放线机进行放线，在放线的过程中对铜丝10进行在线退火；退火后的铜丝10从进线绕轮2的下方绕过，由于进线绕轮2伸入锡炉4上的锡槽5内，铜丝10在绕过进线绕轮2时连续通过熔融状态下的镀锡液形成镀锡铜丝；镀锡铜丝绕过进线绕轮2后连续穿过定径模具6，通过定径模具6对镀锡铜丝的表面上的镀锡层进行定型，使镀锡铜丝被加工成预设直径；镀锡铜丝穿过冷却装置后从出线绕轮3的上方绕出，最后通入卷线机被绕制成镀锡铜丝卷。
在以上实施例中，铜丝10在放线时直接连续穿过一个加热装置进行退火软化，加热装置内的温度可根据铜丝10材料设置成不同的退火温度。退火后的铜丝10连续通过熔融的镀锡液时表面会粘上大量的镀锡液，形成镀锡铜丝，镀锡在铜丝穿过定径模具6的过程中，定径模具6会对镀锡层进行定型，使其按照预设厚度均匀分布，以此制成所需的预设直径的镀锡铜丝，然后再通过风扇9对镀锡铜丝进行冷却，使镀锡铜丝表面的镀锡层凝固成型，最后再将凝固好的镀锡铜丝进行绕制绕制成便于存放和运输的镀锡铜丝卷。本发明的金属丝镀锡方法主要通过定径模具6对通过镀锡液的镀锡铜丝进行定型，可得到具有镀层厚度较大，而且分布均匀的镀锡铜丝，其各处焊接性能一致，在对太阳能电池块进行串焊时，可提高太阳能电池表面的焊接剥离力，不会出现虚焊现象，可降低太阳能电池的功率损失。
根据本发明的一种实施例，定径模具6上设置有预设直径的匀锡通孔，匀锡通孔的中心线保持竖直，使所述金属丝竖直向上穿过所述匀锡通孔的中心位置，通过匀锡通孔刮掉多余的镀锡料并使镀锡料在镀锡铜丝上分布均匀。
在该技术方案中，铜丝10通过镀锡液后形成的镀锡铜丝在连续穿过定径模具6上的预设直径的匀锡通孔时，其表面多余的镀锡料会被匀锡通孔刮掉，使镀锡铜丝的直径达到预设直径，其各处的镀锡层分布均匀，厚度相同。
根据本发明的一种实施例，所述定径模具6的下方设置保温装置，金属丝穿过所述定径模具6前穿过保温装置进行保温。
在该技术方案中，保温装置为镀锡铜丝上的镀锡层提供热量，可防止镀锡铜丝上的镀锡层在进入定径模具6前冷却硬化，使镀锡铜丝可穿过定径模具6上的匀锡通孔后达到预设直径。
根据本发明的一种实施例，所述保温装置内的温度范围为180-240℃。
在该技术方案中，多种不同品种的镀锡合金的熔化温度都处于180-240℃的范围内，在此温度范围内可保证镀锡铜丝上的镀锡料在进入定径模具6前不会冷却硬化。
根据本发明的一种实施例，在步骤04中，金属丝通处镀锡液时保持绷紧状态竖直向上传递。
在该技术方案中，通过镀锡液的铜丝10在保持竖直向上时，其表面的镀锡液不会因形成液滴低落而造成铜丝10表面的镀锡液不足的现象。在从镀锡液中取出铜丝10时需要经铜丝10绷紧，可避免因铜丝10晃动而将镀锡液洒落，可避免铜丝10表面的镀锡液不足的情况发生。
根据本发明的一种实施例，将金属丝从镀锡液从镀锡液中取出时刮掉金属丝上的所粘的镀锡渣。
在该技术方案中，镀锡液的表面常因热量散失而形成一层度锡渣皮，铜丝10在连续向上运动时会将镀锡渣皮粘上，不利于镀锡液在铜丝10表面的均匀分布，因此需要设置浮模7等工具将铜丝10上的度锡渣刮去，浮模7上设置有刮锡通孔，铜丝10穿过浮模7上的刮锡通孔即可将镀锡渣刮掉。
根据本发明的一种实施例，在步骤08中，在所述定径模具6的上方设置冷却装置，通过所述冷却装置将金属丝的表面的镀锡层的温度冷却至80℃以下。
在该技术方案中，冷却装置一般采用风扇9，风扇9可对镀锡铜丝进行吹风冷却，使其表面的镀锡层快速冷却硬化，使其镀锡层在被镀锡铜丝被绕制成卷时不会受到影响。
本发明的第二方面的实施例提供一种金属丝镀锡设备，用于以上任一项所述的金属丝镀锡方法，包括机架1、所述定径模具6、锡炉4和冷却装置，所述机架1上设置有进线绕轮2和出线绕轮3，所述进线绕轮2和所述出线绕轮3分别分布设置在所述机架1的下部和上部，所述铜丝10从所述进线绕轮2的轮面的下部绕过后又从所述出线绕轮3的轮面的上部绕过；所述定径模具6设置在所述进行绕轮和所述出线绕轮3之间，所述定径模具6上设置有所述匀锡通孔，所述金属丝穿过所述匀锡通孔；所述锡炉4设置在所述机架1的下部，所述锡炉4上设置有锡槽5，所述锡槽5中盛装有镀锡液，所述进线绕轮2的轮面的下部伸入所述锡槽5中；所述冷却装置设置在所述定径模具6与所述出线绕轮3之间，所述冷却装置包括竖直排列的多个风扇9，每个所述风扇9的吹风口正对所述金属丝。
根据本发明的一种实施例，进线绕轮2和出线绕轮3分别设置在机架1的下部和上部，进线绕轮2和出线绕轮3的轮周上都设置有沟槽，铜丝10从进线绕轮2的下部的沟槽绕过后又从出线绕轮3的上部的沟槽绕过，机架1的下部还设置有锡炉4，进线绕轮2位于锡炉4上盛有镀锡液的镀锡槽5内，铜丝10从进线绕轮2绕过时会粘上镀锡液形成镀锡铜丝，镀锡液冷却后将形成镀锡层。由于镀锡铜丝中的铜丝10自身与匀锡通孔保持同轴心，镀锡铜丝上的镀锡液在经过定径模具6上的匀锡通孔时会被匀锡通孔的边沿限制，使镀锡液在铜丝10上分布均匀，定径模具6与出线绕轮3之间的冷却装置通过风扇9对铜丝10上的镀锡液进行吹风冷却，镀锡液冷却后将形成表面光滑厚度均匀的镀锡层，使其在各个方向上的焊接性能都一致，不会出现虚焊现象。并且镀锡铜丝的直径将与匀锡通孔相等，通过增大匀锡通孔的直径即可加厚镀锡层，进一步提高镀锡铜丝的焊接性能。
根据本发明的一种实施例，所述匀锡通孔包括从下至上依次相连通的下喇叭孔、直通孔和上喇叭孔，所述下喇叭孔的小口与所述直通孔的下端口连通，所述上喇叭孔的小口与所述直通孔的上端口连通，所述预设直径等于所述直通孔的直径。
在该技术方案中，匀锡通孔靠近下端口的部分为下喇叭孔，中部为直通孔，下喇叭孔的直径缩小至直通孔的直径，随着下喇叭孔的直径的收缩，可逐渐刮掉镀锡铜丝上多余的镀锡料，直通孔的内径为镀锡铜丝的预设直径，上喇叭孔可盛接镀锡铜丝传递出定径模具6时所滑落的镀锡料，并使之积聚到直通孔的上端口的部位，为每部分被传送出定径模具6的镀锡铜丝再次补锡，使之表面的镀锡层保持光滑，还可弥补镀锡层因受冷收缩所减小的厚度。
根据本发明的一种实施例，所述定径模具6的数量为多个，每个所述定径模具6上都设置有不同预设直径的匀锡通孔，多个所述定径模具6根据其各自的匀锡通孔的预设直径的大小从大到小依次沿镀锡铜丝的运动方向排列。
在该技术方案中，多个定径模具6中每个定径模具6的匀锡通孔都有不同的预设直径，每个不同预设直径的匀锡通孔都可将镀锡层的厚度减小到一定程度，直至排列在最上方的定径模具6的匀锡通孔将镀锡铜丝的镀锡层的厚度减小到最终设计厚度。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种金属丝镀锡方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤02：对金属丝卷进行放线，并对金属丝进行在线退火；
步骤04：将退火后的金属丝连续通过熔融状态下的镀锡液；
步骤06：将金属丝连续穿过定径模具(6)，通过所述定径模具(6)对金属丝的表面上所粘的镀锡层进行定型，制成预设直径的镀锡金属丝；
步骤08：对镀锡金属丝进行冷却，并将冷却后的镀锡金属丝绕制成镀锡金属丝卷；
用于所述金属丝镀锡方法的金属丝镀锡设备，包括：
机架(1)，所述机架(1)上设置有进线绕轮(2)和出线绕轮(3)，所述进线绕轮(2)和所述出线绕轮(3)分别分布设置在所述机架(1)的下部和上部，所述金属丝从所述进线绕轮(2)的轮面的下部绕过后又从所述出线绕轮(3)的轮面的上部绕过；
定径模具(6)，设置在所述进线 绕轮(2)和所述出线绕轮(3)之间，所述定径模具(6)上设置有匀锡通孔，所述金属丝穿过所述匀锡通孔；所述定径模具(6)的下方设置保温装置；
其中，所述匀锡通孔包括从下至上依次相连通的下喇叭孔、直通孔和上喇叭孔，所述下喇叭孔的小口与所述直通孔的下端口连通，所述上喇叭孔的小口与所述直通孔的上端口连通，所述预设直径等于所述直通孔的直径；
所述定径模具(6)的数量为多个，每个所述定径模具(6)上都设置有不同预设直径的匀锡通孔，多个所述定径模具(6)根据各自的匀锡通孔的预设直径的大小从大到小依次沿镀锡金属丝的传送方向排列；
锡炉(4)，所述锡炉(4)设置在所述机架(1)的下部，所述锡炉(4)上设置有锡槽(5)，所述锡槽(5)中盛装有镀锡液，所述进线绕轮(2)的轮面的下部伸入所述锡槽(5)中；镀锡液的表面设置浮膜，所述浮膜上设置有刮锡通孔；
冷却装置，所述冷却装置设置在所述定径模具(6)与所述出线绕轮(3)之间，所述冷却装置包括竖直排列的多个风扇(9)，每个所述风扇(9)的吹风口正对所述金属丝。
2.根据权利要求1所述的金属丝镀锡方法，其特征在于，在步骤06中，所述定径模具(6)上设置有预设直径的匀锡通孔，匀锡通孔的中心线保持竖直，使所述金属丝竖直向上穿过所述匀锡通孔的中心位置，通过匀锡通孔刮掉多余的镀锡料并使镀锡料在金属丝上分布均匀。
3.根据权利要求2所述的金属丝镀锡方法，其特征在于，所述定径模具(6)的下方设置保温装置，金属丝穿过所述定径模具(6)前穿过保温装置进行保温。
4.根据权利要求3所述的金属丝镀锡方法，其特征在于，所述保温装置内的温度范围为180-240℃。
5.根据权利要求1所述的金属丝镀锡方法，其特征在于，在步骤04中，金属丝通处镀锡液时保持绷紧状态竖直向上传递。
6.根据权利要求5所述的金属丝镀锡方法，其特征在于，将金属丝从镀锡液从镀锡液中取出时刮掉金属丝上的所粘的镀锡渣。
7.根据权利要求1所述的金属丝镀锡方法，其特征在于，在步骤08中，在所述定径模具(6)的上方设置冷却装置，通过所述冷却装置对镀锡金属丝的表面的镀锡层进行冷却。
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