CN113088851B - 一种无助焊剂的光伏焊带镀锡装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光伏焊带技术领域，具体涉及一种无助焊剂的光伏焊带镀锡装置及其方法。所述光伏焊带镀锡装置包括：上开口的中空长方体外壳和内部设置的上开口的甲酸容置槽，甲酸容置槽的底部设置有加热组件，甲酸容置槽内的前侧壁或后侧壁上设置有压线轮；中空长方体外壳的左侧壁和右侧壁上分别贯穿设置有第一通孔，甲酸容置槽的左侧壁和右侧壁上分别贯穿设置有第二通孔，两个第二通孔的中心点和两个第一通孔的中心点位于一条直线上，压线轮的最低点低于第二通孔的最低点。本发明提供的无助焊剂的光伏焊带镀锡装置及其方法，有效的避免了传统助焊剂的使用，减少了辅料的使用量，提高了焊带的处理效率，降低了焊带表面残留物的处理成本。
Description
技术领域
本发明属于光伏焊带技术领域，具体涉及一种无助焊剂的光伏焊带镀锡装置及其方法。
背景技术
焊带是光伏组件电池片连接的载体，在其生产过程中需要使用助焊剂清理被焊母材(材料)表面的氧化物，使金属表面达到必要的清洁度，助焊剂可以防止被焊母材焊接时表面的再次氧化，降低焊料表面张力，提高焊接性能。
而目前广泛使用的免清洗助焊剂主要存在两方面问题：第一，常温使用(210℃)固含量(松香树脂及衍生物)挥发不充分，不可避免存在清洗后残留物含量高，污染锡液；第二，在低温锡料(Sn42Bi51Ag1，熔点为139℃，Sn43Pb43Bi14，热点为160℃)中使用时，镀锡温度低(180℃)，表面活性剂不能充分发挥作用。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足，因此，本发明提供了一种光伏焊带的无助焊剂镀锡装置及其方法。
本发明的第一个目的是提供一种无助焊剂的光伏焊带镀锡装置，其特征在于，包括：上开口的中空长方体外壳，所述中空长方体外壳的内部设置有上开口的甲酸容置槽，所述甲酸容置槽的底部设置有加热组件，所述甲酸容置槽内的前侧壁或后侧壁上设置有压线轮；所述中空长方体外壳的左侧壁和右侧壁上分别贯穿设置有第一通孔，两个所述第一通孔一一对应，所述甲酸容置槽的左侧壁和右侧壁上分别贯穿设置有第二通孔，两个所述第二通孔一一对应，两个所述第二通孔的中心点和两个所述第一通孔的中心点位于一条水平线上，所述压线轮的最低点低于所述第二通孔的最低点；所述甲酸容置槽内填充有甲酸溶液，所述甲酸容置槽内甲酸溶液的液面低于所述第二通孔的最低点；还包括丝材，所述丝材的一端依次穿过所述中空长方体外壳的右侧壁上的所述第一通孔和所述甲酸容置槽的右侧壁上的所述第二通孔后，经所述压线轮绷紧，再依次穿过所述甲酸容置槽的左侧壁上的所述第二通孔和所述中空长方体外壳的左侧壁上的所述第一通孔。
可选的，所述中空长方体外壳的左侧壁的外表面贯穿设置有吹气管，所述吹气管与所述第一通孔共中心轴，所述吹气管的内壁的周向设置有多个吹气嘴，多个所述吹气嘴朝向所述丝材移动的反方向，且多个吹气嘴的朝向的延长线相交于一点，每个所述吹气嘴位于所述吹气管外的一端连接有空气压缩泵。
可选的，所述吹气管的外侧壁上缠绕有电热丝。
可选的，所述中空长方体外壳的侧壁上贯穿设置有负压管，所述负压管位于所述中空长方体外壳的中部，所述负压管位于所述中空长方体外壳外部的一端连接有负压泵。
可选的，所述加热组件为加热板，所述加热板内设置有多条电阻丝。
本发明的第二个目的是提供一种无助焊剂的光伏焊带镀锡方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，将丝材放卷后，依次进行去污脱脂、校直和软化退火，得软化丝材；
步骤2，启动负压泵和空气压缩泵，向甲酸容置槽中注入甲酸溶液至液面高度为，并通过加热板加热甲酸容置槽内的甲酸溶液至150-160℃，将所述软化丝材的一端依次穿过中空长方体外壳的右侧壁上的第一通孔和甲酸容置槽右侧壁上的第二通孔后，经压线轮绷直，再依次穿过甲酸容置槽的左侧壁上的第二通孔、中空长方体外壳的左侧壁上的第一通孔和吹气管，继续通过加热板加热甲酸容置槽内的甲酸溶液至200-250℃，得无氧化膜丝材；
步骤3，将所述无氧化膜丝材浸入到熔融的锡铅合金溶液中，进行热浸镀，待所述无氧化膜丝材上的所述锡铅合金溶液凝固后，收卷，得镀锡焊带。
可选的，步骤1中，所述去污脱脂是将所述丝材依次经过一次水洗、脱脂、二次水洗和烘干处理。
可选的，步骤2中，所述甲酸溶液的浓度为1.3-2.5g/L。
可选的，步骤2中，所述丝材的进给速度为70-150m/min。
可选的，步骤3中，所述锡铅合金溶液中铅的质量分数为55-65％，锡的质量分数为35-45％。本发明与现有技术相比，其有益效果在于：
(1)本发明提供的无助焊剂的光伏焊带镀锡装置中，通过在中空长方体外壳内设置甲酸容置槽以及在甲酸容置槽的底部设置加热板，使甲酸蒸汽与丝材表面的金属氧化物薄膜反应，再通过加热板持续加热至200-250℃，不仅有效处理了丝材表面的金属氧化物薄膜，且甲酸容置槽中的甲酸的浓度、加热时间以及加热温度均是可调节的，且其装置结构简单、操作方便，避免了传统助焊剂的使用，提高了焊带的处理效率，减低了处理成本。(2)本发明提供的无助焊剂的光伏焊带镀锡装置中，中空长方体外壳的左侧壁的外表面贯穿设置有吹气管，吹气管与第一通孔共中心轴，吹气管的内壁的周向设置有多个吹气嘴，多个吹气嘴朝向丝材移动的反方向，且多个吹气嘴的朝向的延长线相交于一点，每个吹气嘴位于吹气管外的一端连接有空气压缩泵，这样可以使丝材上的金属氧化膜处理掉后，快速将丝材的表面吹干，有利于焊带下一步的热浸镀处理。
(3)本发明提供的无助焊剂的光伏焊带镀锡装置中，中空长方体外壳上连接的负压泵可以及时吸取中空长方体外壳内的甲酸蒸汽，使中空长方体外壳内始终处于负压的状态，避免甲酸蒸汽挥发导致的加工环境受到污染。
(4)本发明提供的先对压电感知水泥混凝土预制板进行预制，再将预制板通过注浆处理的方式固定安装到道路上的基坑内的铺装方法，适合在未来的智能道路上推广使用。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种无助焊剂的光伏焊带镀锡装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种无助焊剂的光伏焊带镀锡装置内部结构示意图。
其中，100：中空长方体外壳；101：第一通孔；200：甲酸容置槽；201：第二通孔；202：压线轮；300：吹气管；301：吹气嘴；400：丝材。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
当本发明中所提到的丝材400为铜带时，铜带表面的氧化物即为氧化铜，甲酸的沸点为100.8℃，在150℃至160℃的温度甲酸转化为甲酸蒸汽，甲酸蒸汽与氧化铜的反应原理如下：
2HCOOH+CuO＝＝H2O+Cu(COOH)2
由以上反应式可知，甲酸蒸汽与金属氧化物反应，生成金属的甲酸盐。
持续加热，待温度提升至200℃或更高时，甲酸蒸汽与金属氧化物反应生成金属的甲酸盐分解为二氧化碳、水和氢气(这也有助于减少氧化物)，留下了纯金属。
本发明实施例提供了一种无助焊剂的光伏焊带镀锡装置，如图1至图2所示，包括：上开口的中空长方体外壳100，中空长方体外壳100的内部设置有上开口的甲酸容置槽200，甲酸容置槽200固定在中空长方体外壳100的内底部，甲酸容置槽200的长、宽和高分别小于中空长方体外壳100的长、宽和高，即中空长方体外壳100和甲酸容置槽200之间留有空间，中空长方体100可以起到保护甲酸容置槽100的作用；
甲酸容置槽200内填充有甲酸溶液，甲酸容置槽200的底部设置有加热组件，其中，加热组件为加热板，加热板内设置有多条电阻丝，加热板用于给甲酸容置槽200内的甲酸溶液加热，待甲酸溶液在加热板作用下转化为甲酸蒸汽时，甲酸蒸汽与丝材400表面的金属氧化物薄膜发生反应；
进一步的，甲酸容置槽200内的前侧壁或后侧壁上设置有压线轮202，压线轮202用于绷直丝材；
另外，中空长方体外壳100的左侧壁和右侧壁上分别贯穿设置有第一通孔101，两个第一通孔101一一对应，甲酸容置槽200的左侧壁和右侧壁上分别贯穿设置有第二通孔201，两个第二通孔201一一对应，两个第二通孔201的中心点和两个第一通孔101的中心点位于一条水平线上，压线轮202的最低点低于第二通孔201的最低点，这样丝材400始终处于绷直的状态；
其中，甲酸容置槽200内填充有甲酸溶液，甲酸容置槽200内甲酸溶液的液面低于第二通孔201的最低点，这样避免了甲酸容置槽200内的甲酸溶液溢出到中空长方体外壳100和甲酸容置槽200之间形成的环形空间中，由于甲酸为无色、具有刺激性气味和腐蚀性的气体，过量的甲酸流入到中空长方体外壳100中，其刺激性气味会对污染周围环境，且长期会对周围的工作人员造成伤害；
本发明实施例还包括丝材400，丝材400的一端依次穿过中空长方体外壳100的右侧壁上的第一通孔101和甲酸容置槽200的右侧壁上的第二通孔201后，经压线轮400绷紧，再依次穿过甲酸容置槽200的左侧壁上的第二通孔201和中空长方体外壳100的左侧壁上的第一通孔101，这样可以确保丝材400始终处于绷直的状态，便于甲酸蒸汽与丝材400表面的金属氧化物完全反应，生成甲酸盐，通过加热板继续加热至200-250℃，其甲酸盐分解成二氧化碳、水和金属，丝材400表面的金属氧化物被完全处理掉，得到无氧化膜的焊带。
在本发明实施例中，中空长方体外壳100的左侧壁的外表面贯穿设置有吹气管300，吹气管300与第一通孔共中心轴，吹气管300的内壁的周向设置有多个吹气嘴301，多个吹气嘴301朝向丝材400移动的反方向，且多个吹气嘴301的朝向的延长线相交于一点，每个吹气嘴301位于吹气管300外的一端连接有空气压缩泵，具体的，通过空气压缩泵给吹气管400内的吹气嘴301提供压缩空气，压缩空气经吹气嘴301位于吹气管300内部的一端与丝材400的外表面接触，吹气嘴301的朝向与丝材400的移动方向相反，可以使丝材400快速被吹干，提高丝材400表面金属氧化物薄膜的处理效率。
进一步的，吹气管300的外侧壁上缠绕有电热丝，电热丝发热进一步使丝材400的外表面快速变干，增加了丝材400表面金属氧化物薄膜的处理效率。
在本发明实施例中，中空长方体外壳100的侧壁上贯穿设置有负压管，负压管位于中空长方体外壳100的中部，负压管位于中空长方体外壳100外部的一端连接有负压泵，甲酸容置槽200内的甲酸在加热板的加热作用下转化为甲酸蒸汽，甲酸蒸汽会向中空长方体外壳100的外部挥发，通过负压泵可以及时将甲酸容置槽内的甲酸蒸汽吸走，使中空长方体外壳100的内部始终处于负压的状态，避免了甲酸蒸汽外泄，污染环境周围环境。
本发明提供的一种无助焊剂的光伏焊带镀锡装置的具体操作方法为：
1)启动负压泵和空气压缩泵后，向甲酸容置槽200中注入甲酸溶液，确保甲酸容置槽200中甲酸溶液的液面高度低于第二通孔201的最低点，并通过加热板加热甲酸容置槽200内的甲酸溶液150-160℃，通过加热板给甲酸溶液加热的过程中，可以用温度计对甲酸容置槽200内的温度进行实时监测；
2)待甲酸容置槽200内的甲酸溶液被加热到150-160℃时，将丝材400的一端依次穿过中空长方体外壳100的右侧壁上的第一通孔101和甲酸容置槽200右侧壁上的第二通孔201后，经压线轮202绷直，再依次穿过甲酸容置槽200的左侧壁上的第二通孔201、中空长方体外壳100的左侧壁上的第一通孔101和吹气管300，继续通过加热板加热甲酸容置槽200内的甲酸溶液至200-250℃，得无氧化膜丝材。
本发明提供的无助焊剂的光伏焊带镀锡装置中，通过在中空长方体外壳100内设置甲酸容置槽200以及在甲酸容置槽200的底部设置加热板，使甲酸蒸汽与丝材400表面的金属氧化物薄膜发生反应，再通过加热板持续加热至200-250℃并通过吹气嘴给丝材400的表面吹压缩空气，不仅有效处理了丝材400表面的金属氧化物薄膜，还使处理后的丝材400的表面快速变干，利于丝材400下一步的热浸镀反应，同时中空长方体外壳100上连接的负压泵可以及时吸取中空长方体外壳100内的甲酸蒸汽，使中空长方体外壳100内始终处于负压的状态，避免甲酸蒸汽挥发导致的加工环境受到污染，其装置结构简单、操作方便，避免了传统助焊剂的使用，提高了焊带的处理效率，减低了处理成本。
本发明另一实施例提供一种无助焊剂的光伏焊带镀锡方法，包括如下步骤：
步骤1，将丝材400放卷后，依次进行去污脱脂、校直和软化退火，得软化丝材，其中，去污脱脂具体是指将丝材依次经过一次水洗、脱脂、二次水洗和烘干处理的过程；
步骤2，启动负压泵和空气压缩泵，向甲酸容置槽200中注入甲酸溶液至液面高度低于第二通孔201的最低点，并通过加热板加热甲酸容置槽200内的甲酸溶液至150-160℃，将软化丝材的一端依次穿过中空长方体外壳100的右侧壁上的第一通孔101和甲酸容置槽200右侧壁上的第二通孔201后，经压线轮202绷直，再依次穿过甲酸容置槽200的左侧壁上的第二通孔201、中空长方体外壳100的左侧壁上的第一通孔101和吹气管300，继续通过加热板加热甲酸容置槽200内的甲酸溶液至200-250℃，得无氧化膜丝材；
其中，甲酸溶液的浓度为1.3-2.5g/L，本发明中甲酸溶液的浓度在1.3-2.5g/L可以达到去除焊带表面的金属氧化物薄膜的作用，而甲酸溶液的具体浓度可以根据实际处理过程中的需要进行及时调节，本发明在此不做具体限定。
另外，步骤2中，丝材的进给速度为70-150m/min，丝材的进给速度过快可能会造成有一段丝材表面的金属氧化膜薄膜来不及处理的情况，相反，丝材的进给速度过慢，会大大降低丝材表面的金属氧化物薄膜的处理效率，而这样可以保证丝材表面的金属氧化物薄膜被均匀的处理掉。
步骤3，将无氧化膜丝材浸入到熔融的锡铅合金溶液中，进行热浸镀，待无氧化膜丝材上的锡铅合金溶液凝固后，收卷，得镀锡焊带，其中，锡铅合金溶液中铅的质量分数为55-65％，锡的质量分数为35-45％，本发明可以根据焊带所需镀锡量的具体要求配置锡铅合金溶液，本发明在此不对锡铅合金溶液中铅的质量分数以及锡的质量分数进行具体限定。
其中，锡铅合金溶液中最佳的铅与锡的配比为：铅的质量分数为60％，锡的质量分数为40％。
本发明提供的一种无助焊剂的光伏焊带镀锡方法，采用甲酸蒸汽替代传统助焊剂，通过甲酸蒸汽与焊带表面的金属氧化物薄膜反应生成金属的甲酸盐，金属的甲酸盐在200-250℃分解成二氧化碳、水和氢气和纯金属，二氧化碳、水和氢气挥发，留下纯金属，这样不仅减少了焊带清洗后表面残留物的含量，还避免在热浸镀过程中焊带表面的残留物污染锡液，有效减少了辅料的使用量，降低了焊带表面残留物的处理成本，同时甲酸溶液的PH值，加热温度、加热时间等均是可调和可控的。
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 (8)
1.一种无助焊剂的光伏焊带镀锡装置，其特征在于，包括：上开口的中空长方体外壳(100)，所述中空长方体外壳(100)的内部设置有上开口的甲酸容置槽(200)，所述甲酸容置槽(200)的底部设置有加热组件，所述甲酸容置槽(200)内的前侧壁或后侧壁上设置有压线轮(202)；
所述中空长方体外壳(100)的左侧壁和右侧壁上分别贯穿设置有第一通孔(101)，两个所述第一通孔(101)一一对应，所述甲酸容置槽(200)的左侧壁和右侧壁上分别贯穿设置有第二通孔(201)，两个所述第二通孔(201)一一对应，两个所述第二通孔(201)的中心点和两个所述第一通孔(101)的中心点位于一条水平线上，所述压线轮(202)的最低点低于所述第二通孔(201)的最低点；
所述甲酸容置槽(200)内填充有甲酸溶液，所述甲酸容置槽(200)内甲酸溶液的液面低于所述第二通孔(201)的最低点；
还包括丝材(400)，所述丝材(400)的一端依次穿过所述中空长方体外壳(100)的右侧壁上的所述第一通孔(101)和所述甲酸容置槽(200)的右侧壁上的所述第二通孔(201)后，经所述压线轮(202)绷紧，再依次穿过所述甲酸容置槽(200)的左侧壁上的所述第二通孔(201)和所述中空长方体外壳(100)的左侧壁上的所述第一通孔(101)；
所述中空长方体外壳(100)的左侧壁的外表面贯穿设置有吹气管(300)，所述吹气管(300)与所述第一通孔(101)共中心轴，所述吹气管(300)的内壁的周向设置有多个吹气嘴(301)，多个所述吹气嘴(301)朝向所述丝材(400)移动的反方向，且多个吹气嘴(301)的朝向的延长线相交于一点，每个所述吹气嘴(301)位于所述吹气管(300)外的一端连接有空气压缩泵；
所述吹气管(300)的外侧壁上缠绕有电热丝。
2.根据权利要求1所述的无助焊剂的光伏焊带镀锡装置，其特征在于，所述中空长方体外壳(100)的侧壁上贯穿设置有负压管，所述负压管位于所述中空长方体外壳(100)的中部，所述负压管位于所述中空长方体外壳(100)外部的一端连接有负压泵。
3.根据权利要求1所述的无助焊剂的光伏焊带镀锡装置，其特征在于，所述加热组件为加热板，所述加热板内设置有多条电阻丝。
4.一种基于权利要求1-3任意一项所述的无助焊剂的光伏焊带镀锡装置的光伏焊带镀锡方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，将丝材(400)放卷后，依次进行去污脱脂、校直和软化退火，得软化丝材；
步骤2，启动负压泵和空气压缩泵，向甲酸容置槽(200)中注入甲酸溶液至液面高度低于第二通孔(201)的最低点，并通过加热板加热甲酸容置槽(200)内的甲酸溶液至150-160℃，将所述软化丝材的一端依次穿过中空长方体外壳(100)的右侧壁上的第一通孔(101)和甲酸容置槽(200)右侧壁上的第二通孔(201)后，经压线轮(202)绷直，再依次穿过甲酸容置槽(200)的左侧壁上的第二通孔(201)、中空长方体外壳(100)的左侧壁上的第一通孔(101)和吹气管(300)，继续通过加热板加热甲酸容置槽(200)内的甲酸溶液至200-250℃，得无氧化膜丝材；
步骤3，将所述无氧化膜丝材浸入到熔融的锡铅合金溶液中，进行热浸镀，待所述无氧化膜丝材上的所述锡铅合金溶液凝固后，收卷，得镀锡焊带。
5.根据权利要求4中的所述光伏焊带的无助焊剂镀锡方法，其特征在于，步骤1中，所述去污脱脂是将所述丝材依次经过一次水洗、脱脂、二次水洗和烘干处理。
6.根据权利要求4中的所述光伏焊带的无助焊剂镀锡方法，其特征在于，步骤2中，所述甲酸溶液的浓度为1.3-2.5g/L。
7.根据权利要求4中的所述光伏焊带的无助焊剂镀锡方法，其特征在于，步骤2中，所述丝材的进给速度为70-150m/min。
8.根据权利要求4中的所述光伏焊带的无助焊剂镀锡方法，其特征在于，步骤3中，所述锡铅合金溶液中铅的质量分数为55-65％，锡的质量分数为35-45％。
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