CN202989260U - 一种清洁无污染的超软涂锡焊带生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及金属材料表面涂覆技术，特别涉及一种生产流程短，并且生产的焊带屈服强度低，表面质量好的清洁无污染的超软涂锡焊带生产系统包括将硬态铜带分切成卷料后置于放料盘上，使铜带依次经过放料机构、张力检测机构、活化退火炉、涂锡系统、S辊传动部件、锡瘤检测部件和收料系统；活化退火炉包括倾斜设置的退火炉体，退火炉体内沿焊带输送方向设有用于贯穿焊带的退火炉管，退火炉管两端伸出退火炉体外，退火炉管伸出退火炉体出口端的管壁设有活化剂加入口，并且退火炉管的出口端延伸至锡炉的锡液内部，退火炉管上方的入口端设有点火点，锡炉壶口的液面下方设有沉没辊，S辊传动部件设置于冷却部件的后方用于控制焊带出料速度。

Description

一种清洁无污染的超软涂锡焊带生产系统

技术领域

本实用新型涉及金属材料表面涂覆技术，特别涉及用于生产太阳能电池用的一种清洁无污染的超软涂锡焊带生产系统。

背景技术

涂锡焊带是太阳能电池组件生产的关键器件之一，用于晶硅太阳能电池片之间的连结。由于晶硅太阳能电池片的厚度越来越薄，对涂锡焊带的力学性能提出了极高的要求。要求涂锡焊带的规定非比例延伸强度Rp0.2 尽可能小。目前市场上涂锡焊带的规定非比例延伸强度Rp0.2 一般在60MPa 以上。为降低晶硅太阳能电池片在焊接过程中的裂纹，要求生产出一种规定非比例延伸强度Rp0.2小于60MPa的涂锡焊带。

目前，极软涂锡焊带的生产系统中，焊带由铜带分切或圆铜线压延形成，铜带先进行退火变软，然后依次经过放卷、酸洗、水洗、助焊剂涂覆、预热、涂锡、冷却及收卷过程。

现有技术的涂锡焊带生产系统及生产方法存在如下不足之处：

1）     生产系统流程长；

2）     由于酸洗一般采用盐酸、硫酸等强酸，存在环境隐患；

3）     需要涂覆助焊剂，易残留，影响焊带质量；

4）     原铜存放周期短，否则易导致针眼，漏铜等不良，影响涂覆层连续性；

5）     屈服强度不易控制。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的问题，提供一种清洁无污染的超软涂锡焊带生产系统，旨在缩短并简化涂锡焊带生产流程，减少环境污染，同时使焊带的屈服强度小，提高焊带的整体质量。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种清洁无污染的超软涂锡焊带生产系统，包括沿生产线依次设置的放料机构、张力检测机构、活化退火炉、涂锡系统、S辊传动部件、锡瘤检测部件和收料系统；所述放料机构包括放料盘和用于夹持焊带的放料夹送辊；所述涂锡系统包括锡炉、锡炉壶口、除渣炉和锡炉壶口上方用于冷却焊带的冷却部件；所述活化退火炉包括倾斜设置的退火炉体，并且退火炉体的焊带入口端高于出口端，退火炉体内沿焊带输送方向设有用于贯穿焊带的退火炉管，所述退火炉管外壁设有加热线圈，退火炉管两端伸出退火炉体外，所述退火炉管伸出退火炉体出口端的管壁设有活化剂加入口，并且退火炉管的出口端延伸至锡炉的锡液内部，退火炉管上方的入口端设有点火点，用于燃烧溢出的活化气体，锡炉壶口的液面下方设有用于环绕焊带的沉没辊，所述S辊传动部件设置于冷却部件的后方用于控制焊带出料速度。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：采用本实用新型的生产系统，可以直接用硬态铜带投入使用，在涂锡前对待涂锡的铜带通过活化退火炉进行退火处理，并且在退火炉管内通过活化剂加入口加入活化气体，铜带在退火炉管内退火过程中，活化气体在高温下将铜带表面的氧化层还原去除。因此，通过活化退火炉的活化退火过程，实现了对硬态铜带退火和去氧化层处理，使铜带可以直接进入涂锡系统，省去了现有技术中的酸洗、水洗和涂覆助焊剂过程，有效缩短了生产系统的流程，并且避免因酸洗和涂覆助焊剂对环境的污染。同时，退火后的铜带直接进入涂锡系统，使铜带在流转流程中的长度大大缩短，铜带在退火炉至沉没辊之间的张力基本与铜带自重相当，在放料盘至放料夹关辊之张力仅为2至100N，在沉没辊至收料系统之间的张力也仅为2至50N，使铜带在流转中的牵拉张力明显变小，有效减小了铜带在流转中产生的塑性变形，从而进一步降低了铜带的屈服强度。另外，为避免活化气体进入空气中，退火炉管的出口端延伸至锡炉的锡液内部，退火炉管上方的入口端设有点火点，可将从上部退火炉管溢出的活化气体燃烧掉，而本实用新型采用的活化气体为氢气或一氧化碳，还原氧化层后的产物为水或二氧化碳，避免了对环境的污染。

为有效控制铜带的放料速度，防止铜带打结或过份拉紧，所述张力检测机构包括放料夹送辊后方的上位置检测构件、下位置检测构件和张力检测共用构件，可通过张力检测机构控制放料速度，防止放料过快或过慢。

为进一步控制放料速度，所述放料盘后设有摩擦阻尼装置。

为便于涂锡后焊带从锡炉中引出，所述S辊传动部件包括上下交错设置用于环绕焊带的三只传动辊。

为便于实现连续的涂锡生产，并有效控制锡液中杂质含量，保证涂锡焊带质量，所述除渣炉包括与锡炉壶口出口相通的冷却槽，保温槽和加热槽，所述冷却槽内设有冷却盘管，所述加热槽出口与锡炉连通。

为便于涂锡后焊带的冷却，所述冷却部件为涡旋管冷却器、风冷器或水雾冷却器。

附图说明

图1为本实用新型的清洁无污染的超软涂锡焊带生产系统示意图。

图2为涂锡系统的结构示意图。

图3为本实用新型涂锡焊带生产流程图。

其中，1 放料机构；101放料盘；102放料夹送辊；2张力检测机构；201上位置检测构件；202下位置检测构件；203张力检测共用构件；3活化退火炉；301退火炉体；302退火炉管；303活化剂加入口；304点火点；305铜带出口；4涂锡系统；401沉没辊；402冷却部件；403锡炉；404除渣炉；404a冷却槽；404b保温槽；404c 加热槽；405锡炉壶口；406锡泵；5 S辊传动部件；6锡瘤检测部件；7收料系统；8焊带。

具体实施方式

如图1、图2所示为本实用新型的一种清洁无污染的超软涂锡焊带生产系统，包括沿生产线依次设置的放料机构1、张力检测机构2、活化退火炉3、涂锡系统4、S辊传动部件5、锡瘤检测部件6和收料系统7；放料机构1包括放料盘101和用于夹持焊带8的放料夹送辊102；涂锡系统4包括锡炉403、锡炉壶口405、除渣炉404和锡炉壶口405上方用于冷却焊带8的冷却部件402，锡炉内设有锡泵406；活化退火炉3包括倾斜设置的退火炉体301，并且退火炉体301的焊带入口端高于出口端，退火炉体301内沿焊带8输送方向设有用于贯穿焊带8的退火炉管302，退火炉管302外壁设有加热线圈，退火炉管302两端伸出退火炉体301外，退火炉管302伸出退火炉体301出口端的管壁设有活化剂加入口303，并且退火炉管出口端的铜带出口305延伸至锡炉403的锡液内部，退火炉管302上方的入口端设有点火点304，用于燃烧溢出的活化气体，锡炉壶口405的液面下方设有用于环绕焊带8的沉没辊401，S辊传动部件5设置于冷却部件402的后方用于控制焊带8出料速度。

为有效控制铜带的放料速度，防止铜带打结或过份拉紧，张力检测机构2包括放料夹送辊102后方的上位置检测构件201、下位置检测构件202和张力检测共用构件303，可通过张力检测机构控制放料速度，防止放料过快或过慢。

为进一步控制放料速度，放料盘101后设有摩擦阻尼装置。

为便于涂锡后焊带从锡炉403中引出， S辊传动部件5包括上下交错设置用于环绕焊带8的三只传动辊。

为便于实现连续的涂锡生产，并有效控制锡液中杂质含量，保证涂锡焊带质量，除渣炉404包括与锡炉壶口405出口相通的冷却槽404a，保温槽404b和加热槽404c，冷却槽404a内设有冷却盘管，加热槽404c出口与锡炉403连通。如图2所示，锡液从锡炉壶口405溢出后流入冷却槽404a，经冷却槽404a冷却后温度降至可使锡液中杂质析出的温度，锡液流入保温槽404b，经过一定时间的保温，使锡液中的杂质逐渐析出，最后锡液经加热槽404c加热至涂锡温度由锡泵406泵入锡炉403中继续循环使用。

为便于涂锡后焊带的冷却，冷却部件402可以为涡旋管冷却器、风冷器或水雾冷却器。

实施例1

如图3所示，采用本实用新型的生产系统进行焊带涂锡时，将硬态铜带分切成卷料后置于放料盘上101，使铜带依次经过上述生产系统的放料机构1、张力检测机构2、活化退火炉3、涂锡系统4、S辊传动部件5、锡瘤检测部件6和收料系统7。

控制S辊传动部件5中传动辊的转速，牵引铜带进入活化退火炉3的速度为1.0m/min，活化退火炉的退火温度为605℃，向活化剂加入口中通入活化气体的成分为一氧化碳和氩气的混合气体，其中一氧化碳的体积含量为10%，通入上述混合气体的流量为50L/min。

涂锡系统中锡液成分为60Sn40Pb，锡炉壶口内锡液的温度为280℃，冷却槽的设定温度为240℃，保温槽的设定温度为210℃，加热槽的设定温度为280℃。

对实施例1的成品焊带检测结果如下表：

项目	实施例1
		抗拉强度Rm（Mpa）	176．12
规定非比例延伸强度Rp0.2（Mpa）	53．62
		外观及锡瘤	合格

实施例2

与实施例1的不同之处在于，控制S辊传动部件中传动辊的转速，牵引铜带进入活化退火炉的速度为5.0m/min，活化退火炉的退火温度为900℃，向活化剂加入口中通入活化气体的成分为氢气和氮气的混合气体，其中氢气的体积含量为10%，通入上述混合气体的流量为50L/min。

涂锡系统中锡液成分为63Sn37Pb，锡炉壶口内锡液的温度为270℃，冷却槽的设定温度为235℃，保温槽的设定温度为205℃，加热槽的设定温度为270℃。

实施例2的成品焊带检测结果如下表：

项目	实施例1
		抗拉强度Rm（Mpa）	167．15
规定非比例延伸强度Rp0.2（Mpa）	52．84
		外观及锡瘤	合格

实施例3

与实施例1的不同之处在于，控制S辊传动部件中传动辊的转速，牵引铜带进入活化退火炉的速度为4m/min，活化退火炉的退火温度为800℃，向活化剂加入口中通入活化气体的成分为水蒸汽和氮气的混合气体，其中水蒸汽的体积含量为20%，通入上述混合气体的流量为30L/min。

涂锡系统中锡液成分为62Sn36Pb2Ag，锡炉壶口内锡液的温度为260℃，冷却槽的设定温度为230℃，保温槽的设定温度为200℃，加热槽的设定温度为260℃。

实施例3的成品焊带检测结果如下表：

项目	实施例1
		抗拉强度Rm（Mpa）	167．96
规定非比例延伸强度Rp0.2（Mpa）	52．08
		外观及锡瘤	合格

实施例4

与实施例1的不同之处在于，控制S辊传动部件中传动辊的转速，牵引铜带进入活化退火炉的速度为3m/min，活化退火炉的退火温度为700℃，向活化剂加入口中通入活化气体的成分为乙醇蒸汽和氩气的混合气体，其中乙醇蒸汽的体积含量为20%，通入上述混合气体的流量为30L/min。

涂锡系统中锡液成分为63Sn35Pb2Ag，锡炉壶口内锡液的温度为250℃，冷却槽的设定温度为220℃，保温槽的设定温度为210℃，加热槽的设定温度为250℃。

实施例4成品焊带检测结果如下表：

项目	实施例1
		抗拉强度Rm（Mpa）	168．81
规定非比例延伸强度Rp0.2（Mpa）	50．93
		外观及锡瘤	合格

实施例5

与实施例1的不同之处在于，控制S辊传动部件中传动辊的转速，牵引铜带进入活化退火炉的速度为2m/min，活化退火炉的退火温度为650℃，向活化剂加入口中通入活化气体的成分为一氧化碳和氩气的混合气体，其中一氧化碳的体积含量为80%，通入上述混合气体的流量为10L/min。

涂锡系统中锡液成分为60Sn40Pb2Ag，锡炉壶口内锡液的温度为220℃，冷却槽的设定温度为195℃，保温槽的设定温度为195℃，加热槽的设定温度为220℃。

实施例5的成品焊带检测结果如下表：

项目	实施例1
		抗拉强度Rm（Mpa）	167．52
规定非比例延伸强度Rp0.2（Mpa）	52．88
		外观及锡瘤	合格

实施例6

与实施例1的不同之处在于，控制S辊传动部件中传动辊的转速，牵引铜带进入活化退火炉的速度为5m/min，活化退火炉的退火温度为750℃，向活化剂加入口中通入活化气体的成分为氢气和氩气的混合气体，其中氢气的体积含量为70%，通入上述混合气体的流量为15L/min。

涂锡系统中锡液成分为63Sn37Pb，锡炉壶口内锡液的温度为250℃，冷却槽的设定温度为230℃，保温槽的设定温度为207℃，加热槽的设定温度为250℃。

实施例6的成品焊带检测结果如下表：

项目	实施例1
		抗拉强度Rm（Mpa）	163.04
规定非比例延伸强度Rp0.2（Mpa）	50.87
		外观及锡瘤	合格

实施例7

与实施例1的不同之处在于，控制S辊传动部件中传动辊的转速，牵引铜带进入活化退火炉的速度为5m/min，活化退火炉的退火温度为850℃，向活化剂加入口中通入活化气体的成分为氢气和氮气的混合气体，其中氢气的体积含量为80%，通入上述混合气体的流量为10L/min。

涂锡系统中锡液成分为96.5Sn3Ag0.5Cu，锡炉壶口内锡液的温度为215℃，冷却槽的设定温度为195℃，保温槽的设定温度为198℃，加热槽的设定温度为215℃。

实施例7的成品焊带检测结果如下表：

项目	实施例1
		抗拉强度Rm（Mpa）	177.28
规定非比例延伸强度Rp0.2（Mpa）	50.44
		外观及锡瘤	合格

实施例8

与实施例1的不同之处在于，控制S辊传动部件中传动辊的转速，牵引铜带进入活化退火炉的速度为3.5m/min，活化退火炉的退火温度为780℃，向活化剂加入口中通入活化气体的成分为氢气和氮气的混合气体，其中氢气的体积含量为40%，通入上述混合气体的流量为20L/min。

涂锡系统中锡液成分为96.5Sn3Ag0.5Cu，锡炉壶口内锡液的温度为210℃，冷却槽的设定温度为192℃，保温槽的设定温度为192℃，加热槽的设定温度为210℃。

实施例8的成品焊带检测结果如下表：

项目	实施例1
		抗拉强度Rm（Mpa）	177.50
规定非比例延伸强度Rp0.2（Mpa）	51.93
		外观及锡瘤	合格

实施例9

与实施例1的不同之处在于，控制S辊传动部件中传动辊的转速，牵引铜带进入活化退火炉的速度为2.5m/min，活化退火炉的退火温度为880℃，向活化剂加入口中通入体积比为2：3：5的乙醉蒸汽、氢气和氮气的混合气体，通入上述混合气体的流量为35L/min。

涂锡系统中锡液成分为63Sn35Ag2Ag，锡炉壶口内锡液的温度为265℃，冷却槽的设定温度为225℃，保温槽的设定温度为205℃，加热槽的设定温度为265℃。

实施例9的成品焊带检测结果如下表：

项目	实施例1
		抗拉强度Rm（Mpa）	176.16
规定非比例延伸强度Rp0.2（Mpa）	53.47
		外观及锡瘤	合格

实施例10

与实施例1的不同之处在于，控制S辊传动部件中传动辊的转速，牵引铜带进入活化退火炉的速度为1.5m/min，活化退火炉的退火温度为820℃，向活化剂加入口中通入体积比为3：3：4的氢气、水蒸汽和氮气的混合气体，通入上述混合气体的流量为15L/min。

涂锡系统中锡液成分为96.5Sn3Ag0.5Cu，锡炉壶口内锡液的温度为218℃，冷却槽的设定温度为200℃，保温槽的设定温度为200℃，加热槽的设定温度为218℃。

实施例10的成品焊带检测结果如下表：

项目	实施例1
		抗拉强度Rm（Mpa）	175.82
规定非比例延伸强度Rp0.2（Mpa）	51.53
		外观及锡瘤	合格

比较例1

采用现有技术的方法将硬质铜带依次经分切、收卷、退火、放料、酸洗、水洗、涂助焊剂、预热、涂锡、冷却、收卷工序。所得涂锡焊带的检测结果如下表：

对实施例10成品焊带检测结果如下表：

项目	实施例1
		抗拉强度Rm（Mpa）	165.55
规定非比例延伸强度Rp0.2（Mpa）	72.85
		外观及锡瘤	合格

比较例2

采用现有技术的方法将软态铜带依次经分切、收卷、放料、酸洗、水洗、涂助焊剂、预热、涂锡、冷却、收卷工序。所得涂锡焊带的检测结果如下表：

项目	实施例1
		抗拉强度Rm（Mpa）	179.19
规定非比例延伸强度Rp0.2（Mpa）	83.73
		外观及锡瘤	合格

从以上各实施例与比较例的对比结果看出，采用本实用新型生产系统和生产方法生产的涂锡焊带的规定非比例延伸强度均低于60 Mpa,并且远低于比较例的数值。

本实用新型并不局限于上述实施例，例如，锡液的成分也可以为Sn-Bi系、Sn-Bi-Ag系、Sn-Zn系合金液，凡是在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的范围内。

Claims (6)

1.一种清洁无污染的超软涂锡焊带生产系统，包括沿生产线依次设置的放料机构、张力检测机构、活化退火炉、涂锡系统、S辊传动部件、锡瘤检测部件和收料系统；所述放料机构包括放料盘和用于夹持焊带的放料夹送辊；所述涂锡系统包括锡炉、锡炉壶口、除渣炉和锡炉壶口上方用于冷却焊带的冷却部件；其特征在于，所述活化退火炉包括倾斜设置的退火炉体，并且退火炉体的焊带入口端高于出口端，退火炉体内沿焊带输送方向设有用于贯穿焊带的退火炉管，所述退火炉管外壁设有加热线圈，退火炉管两端伸出退火炉体外，所述退火炉管伸出退火炉体出口端的管壁设有活化剂加入口，并且退火炉管的出口端延伸至锡炉的锡液内部，退火炉管上方的入口端设有点火点，锡炉壶口的液面下方设有用于环绕焊带的沉没辊，所述S辊传动部件设置于冷却部件的后方用于控制焊带出料速度。

2.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于，所述张力检测机构包括放料夹送辊后方的上位置检测构件、下位置检测构件和张力检测共用构件。

3.根据权利要求2所述的生产系统，其特征在于，所述放料盘后设有摩擦阻尼装置。

4.根据权利要求1或2或3所述的生产系统，其特征在于，所述S辊传动部件包括上下交错设置用于环绕焊带的三只传动辊。

5.根据权利要求1或2或3所述的生产系统，其特征在于，所述除渣炉包括与锡炉壶口出口相通的冷却槽，保温槽和加热槽，所述冷却槽内设有冷却盘管，所述加热槽出口与锡炉连通。

6.根据权利要求1或2或3所述的生产系统，其特征在于，所述冷却部件为涡旋管冷却器、风冷器或水雾冷却器。

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