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在太陽能熱利用行業(yè)太陽能集熱器生產(chǎn)中,超聲波焊接機(jī)、超聲波金屬焊接技術(shù)具備優(yōu)勢,一直是行業(yè)內(nèi)備受歡迎。
第一回合:產(chǎn)品美觀度PK 激光焊是利用高能激光將所焊金屬熔化而產(chǎn)生連接,在太陽能吸熱板焊接中采用間隔3-5mm一個焊點的形式焊接。激光焊在所焊工件上不需要加壓,整體變形小,并且對吸熱層表面破壞小,而超聲波金屬焊接則會由于壓力作用使片材表面產(chǎn)生波浪形變形,雖然可以通過表面壓紋避免變形,但還是會在太陽能吸熱曾表面形成3mm左右的焊痕。因此采用激光焊接的產(chǎn)品外表美觀度會優(yōu)于超聲波金屬焊接。這一回合比拼,激光焊接勝于超聲波金屬焊接。
第二回合:效果持久性PK 激光焊接焊點強(qiáng)度較差,冷熱交替頻繁或受外力時,焊點易斷裂。而超聲波金屬焊接是通過垂直加壓使兩被焊物體重疊,經(jīng)超聲波振動加壓結(jié)合成固態(tài)連接,結(jié)合時間短且結(jié)合部分不產(chǎn)生鑄造組織缺陷,因此焊位均勻且穩(wěn)定性強(qiáng),并且超聲波金屬焊接經(jīng)過九十度垂直彎曲試驗仍沒有斷裂現(xiàn)象產(chǎn)生。這一回合比拼,超聲波金屬焊接勝于激光焊接。
第三回合:導(dǎo)熱性能PK 采用激光焊接會使所焊接物體物理結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,因而影響其導(dǎo)電或者導(dǎo)熱性能,并且激光焊接導(dǎo)致太陽能集熱器金屬片和銅管之間絕對導(dǎo)熱面積小,影響熱傳導(dǎo)效率。超聲波金屬焊接則不存在這個問題。超聲焊接可以使材料的溫度效應(yīng)降到最低,從而不使金屬結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,因此焊接后導(dǎo)電性或?qū)嵝阅軜O好,電阻系數(shù)極低或近乎零,超聲波金屬焊接已成為導(dǎo)電、導(dǎo)熱材料焊接的最佳選擇方式,這個性能在平板太陽能集熱器上應(yīng)用明顯能產(chǎn)生激光焊接所無法達(dá)到的優(yōu)勢。經(jīng)試驗測得超聲波金屬焊接的產(chǎn)品比激光焊接傳導(dǎo)效率要高3%左右(即同等工況下,水溫高3%左右)。這一回合比拼,超聲波金屬焊接明顯勝于激光焊接。
第四回合:能耗PK 太陽能熱水器作為低碳節(jié)能環(huán)保的代表性產(chǎn)品被社會和消費者廣泛認(rèn)可,其生產(chǎn)過程中的能耗指標(biāo)也備受關(guān)注,太陽能集熱器的焊接就是其中之一。從焊接原理對比分析即可得知,超聲波金屬焊接可以使材料的溫度效應(yīng)降到最低(焊區(qū)的溫度不超過被焊金屬絕對熔化溫度的50%),從而不使金屬結(jié)構(gòu)變化,所以它不會使金屬工件退火、也不需要冷卻水,能耗方面,同種金屬與不同種金屬之間均可以進(jìn)行超聲焊接,與激光焊相比耗費能量少得多。這一回合比拼,超聲波金屬焊接勝于激光焊接。
第五回合:成本PK 一是設(shè)備成本:國際上來說,超聲波焊機(jī)和激光焊機(jī)價格相當(dāng),但明和超聲波公司經(jīng)過從國外的技術(shù)引進(jìn)加自主研發(fā)推出了太陽能熱利用行業(yè)首款全自動整板超聲波金屬焊機(jī),徹底打破了我國高精密超聲波焊接設(shè)備需要依賴國外進(jìn)口的狀況,使國內(nèi)超聲波焊機(jī)價格基本下降一半。超聲波金屬焊機(jī)單臺設(shè)備采購成本比激光焊機(jī)低,二者采購比例通常是30萬∶100萬(現(xiàn)在國內(nèi)激光焊機(jī)的價格也在迅速下降,約下降至70萬左右)。激光焊機(jī)一般是帶2個激光焊頭,超聲波機(jī)一般是帶一個焊頭,對于相同產(chǎn)能來說,2臺超聲波焊機(jī)對比1臺激光焊機(jī),超聲波略勝于激光?! 《鞘褂贸杀荆菏紫燃す夂高m應(yīng)于厚的材料,如焊鋁,鋁板厚度一般選擇為0.4mm,而超聲波焊適應(yīng)薄的產(chǎn)品,如鋁板,一般選擇0.2-0.3mm即可。從焊接材料來講,超聲波優(yōu)勝。其次是耗件成本,激光焊的消耗件是氙燈及過濾器濾芯等,超聲波的消耗件是焊頭??傮w來說,激光焊的耗材比超聲波的便宜。因此這一回合比拼,超聲波金屬焊接略勝于激光焊接。
第六回合:效率PK 超聲波金屬焊接焊接速度比激光焊接快:典型的超聲波金屬焊接速度是焊銅8 m/min、焊鋁12 m/min,但超聲波焊目前選擇的工藝是先滾紋,再焊接,所以單臺機(jī)器效率就要打?qū)φ?。對于相同產(chǎn)能來說,2臺超聲波焊機(jī)對比1臺激光焊機(jī),如此比較,超聲波優(yōu)勝于激光?! 〗?jīng)過這幾個反面的對比較量,我們發(fā)現(xiàn)超聲波金屬焊接在太陽能行業(yè)應(yīng)用中,焊接工藝和綜合性能都要優(yōu)于激光焊接。而且從使用經(jīng)驗來看,超聲波金屬焊接作為我國太陽能領(lǐng)域的以往的主要焊接技術(shù),已經(jīng)有了比較豐富的應(yīng)用經(jīng)驗,這也是為什么近兩年很多上馬平板項目的太陽能企業(yè)也選擇了超聲波金屬焊接。
至于之前很多太陽能企業(yè)所顧慮的焊接設(shè)備成本居過高,也已經(jīng)隨著明和超聲波公司自主研發(fā)的全自動整板超聲波金屬焊接機(jī)的上市得到很大程度的緩解。大大沖擊了國外超聲波焊接機(jī)在國內(nèi)的市場。在太陽能熱利用行業(yè)中到底哪種焊接技術(shù)更具備優(yōu)勢,市場的選擇將成為最為有效的驗證途徑,也是最好的品質(zhì)檢測者。臺灣明和超聲波焊接機(jī)也與廣大朋友一樣期待著我國金屬焊接技術(shù)的進(jìn)一步飛躍,使眾多生產(chǎn)型企業(yè)和廣大消費者得以體驗和享受到科技進(jìn)步帶來的豐碩成果同便捷。