自动焊接机设备介绍

自动焊接机是全自动电池组件生产线中最重要的设备，事实上国内该类设备应用并不广泛，主要因为破片率较人工生产要高。实践证明:破片率高通常是原材料电池片质量低造成的，且国内近几年生产的电池片多数采用背铝工艺，造成电池片的翘曲度较大，上机后吸碎和定位压碎比率较高。事实上，从国内几家大厂来看，自动焊接机控制质量更有优势，特别是批量化定制生产的优势明显。由于国内劳动力成本未来的增高趋势，可以断定自动焊接设备将会得到更广泛的应用。

焊接设备主要有电池片测试分选机〔如图3－8(a)所示〕、电池片自动串焊机〔如图3－8(b)所示〕。有些会在自动化生产线上增加玻璃和EVA的自动摆放，即自动排版铺设机〔如图3－8(c)所示〕，但总体意义不大，更常见的是增加一个独立的机械手(成本几乎接近一套设备价格)。按现有的市场人工成本和维护费用估计，电池片自动串焊机是必不可少的设备。而电池片分选问题可通过要求电池片生产厂家提供特定性能并独立包装的电池片来解决。采用自动排版铺设机维护成本高，可以改由人来操作。

焊接相关设备，国内有多家设备厂家可以提供，但目前总体稳定性和重要指标破片率与国外设备有一定差距。

自动焊接设备性能评定指标有三个;助焊剂的涂抹、焊带处理方法、焊机工艺。

其中助焊剂的涂抹是设备最大的污染源，也是最容易被使用者忽略的问题，有些设备助焊剂用量大，废气抽取得不及时，不仅对操作人员的健康有影响，而且会污染电池片(助焊剂对栅线的扶持最为快速)和影响到EVA胶联的质量。

焊带主流处理方法有三种:一是TT采用的剪断后用吸盘传送到电池片栅线上;二是Somont和Gorosbei采用的抽取式;三是Komax使用的在焊接区间段后直接放在电池片主栅线上。

这三种主流方案均有缺陷，如抽取式调整不方便，焊接区剪断式定位误差大，吸盘传送要求焊带质量高等。

图3－8　焊接设备

焊接工艺主要有:

(1)TT采用的红外焊接。用辅助专用夹具将焊带固定在主栅线上，用红外光照射整个电池片。该方案的缺点是电池片负极接触传送带，有污染的隐患，同时更换不同厂家生产的电池片会引起主栅线间距变化，要更换相应的辅助专用夹具。

(2)Gorosabel采用的红外焊接。电池片负极向上，两侧有梳妆压针将焊带压在主栅线上，灯光照射后完成焊接。其优点是灯管照射在主栅线上一定宽度内，不加热整个电池片，节约了能耗。其缺点是2线主栅和3线主栅更换调整需要的时间长，调整不当容易造成虚焊，压力不当容易造成破片。

(3)Somont和NPC等采用的软接触焊接。软接触焊接类似烙铁的焊接头，依靠自身重力把焊带压在电池片的主栅线上，同时加热焊接。该方案的缺点是焊带负极接触传送带，有污染的隐患。同时因为是物理接触，更容易因焊接处点的弹性变化压坏电池片。

(4)Koman电磁焊接法中，陶瓷压针利用自身重力将焊带压在电池片的主栅线上，电磁焊接头下降产生磁场并加热焊带完成焊接。

以上焊接方式中，红外焊接目前使用得最多，也是技术比较成熟的焊接方案。即使这样，各厂家为了保证焊接时不破片，通常都采用逐步升温和降温进一步降低破片率，具体工艺配置需结合具体设备。

本节中，我们只对电池片自动串焊机进行介绍说明，不对自动排版铺设机做详细介绍，事实上，增加自动排版机的同时，若增加EL检测，的确可以保证铲平质量和安全，但也会增加人工成本，生产线的投资成本会大幅增加，同时每年的维护费用会明显增高，特别是维护人员的个人能力要求提高，因此建议个厂家在选择时，可以根据自身的实际情况进行必要的取舍，并不是所有都是自动化设备才是最好的。关于电池片测试分选仪，我们将在后面的电池片I－V测试仪中进行讲解，您会发现它们的工作原理基本上是一致的。

这里需要特别交待的是设备耗能，因为选择的焊接方式不一样，设备的实际耗能会有较大差异，考虑到综合成本，耗能低的设备会有更好的优势。各设备厂家除了在提高焊接质量上下功夫外，最近的情况是把耗能也作为设备的设计重点，有些设备，如果采用红外加热和电磁加热的方案，因为升温速度快，加热器往往采用瞬时加热方案;有些红外焊接设备则采用部分加热管半热状态方案，这样都间接的节约了能耗，虽然这是好事，但一些厂家在设计线路负荷时，通常不会注意到设备的使用功率和峰值功能差异，造成线路容量设计过低，影响线路寿命，这一点需要特别加以注意。