隨著國家鼓勵開發(fā)利用可再生能源和市場推動，工商業(yè)光伏發(fā)電應(yīng)用得到了快速和廣泛的發(fā)展。國家在努力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的同時，能源需求卻不斷擴(kuò)大。近年來，國家密集地發(fā)布了一系列文件，給予工商業(yè)采用清潔能源發(fā)電大力支持。此外，各地陸續(xù)出臺相關(guān)政策，使得工商業(yè)電價持續(xù)攀升，也加速了工商業(yè)分布式市場的升溫。

我國光伏行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，2022 年，我國光伏新增裝機(jī) 87.41 吉瓦，同比增長 59.3%。其中，分布式光伏新增裝機(jī) 51.1 吉瓦，同比增長 74.5%。工商業(yè)光伏新增裝機(jī)達(dá) 25.86 吉瓦，同比增長 236.7%。國內(nèi)增長開始趨于平緩，而海外仍有較大市場。為爭取更多的市場份額，光伏板降價，產(chǎn)量加大必不可少，從根本上降低光伏板總體成本，需要對生產(chǎn)過程中的工藝進(jìn)行升級換代，提高設(shè)備生產(chǎn)效率，減少維護(hù)成本，縮短各種不必要時間。在探究多種提速方式的過程中，采用激光進(jìn)行焊接成為了其中一種可行方向。

1 傳統(tǒng)焊接方式及其缺陷分析

1.1 傳統(tǒng)焊接方式

傳統(tǒng)光伏板接線盒引線焊接主要采用熱熔壓焊（以下稱熱壓焊）。其中熱壓焊接主要分為人工焊和自動熱壓焊（圖 1），其原理相同，將覆有錫的銅線壓緊在焊接面上，用電烙鐵或加熱塊加熱錫絲或銅引線上的錫塊，錫融化后包裹銅線和導(dǎo)電連接面，完成焊接。

人工焊接需要手動分別焊接引線正負(fù)極，主要靠工人自行判斷，人員的技術(shù)水平直接影響到焊接質(zhì)量 , 人工無法準(zhǔn)確控制錫融化時間及溫度，效率較低。

自動熱壓焊采用自動化的焊接方式，設(shè)備通常由定位壓緊機(jī)構(gòu)、加熱系統(tǒng)、溫控冷卻系統(tǒng)、視覺判定系統(tǒng)等組成，相對于人工焊，焊接位置精確，焊接效果穩(wěn)定。同時，熱壓焊也存在一些衍生品，如自動加錫絲焊接設(shè)備、夾錫膏焊接設(shè)備等，通常需要在電烙鐵或加熱塊側(cè)面增加額外機(jī)構(gòu)，這類設(shè)備利用熔化的錫可以很好地包覆導(dǎo)電銅線。

1.2 傳統(tǒng)焊接方式的缺陷

熱壓焊有相應(yīng)的缺陷，主要是焊接需要較長的升降溫時間。其次，焊接時焊頭需要對產(chǎn)品進(jìn)行接觸，可能會觸碰損傷產(chǎn)品，產(chǎn)生殘余應(yīng)力和熱變形。同時，錫融化后與加熱塊（或電烙鐵）接觸面積較大，會有較多殘留錫粘在加熱頭上，在非焊接區(qū)域可能會掉落在產(chǎn)品上污染產(chǎn)品，需要頻繁對加熱頭接觸表面進(jìn)行清理維護(hù)。通常光伏板接線盒熱壓焊需要 6 套獨(dú)立機(jī)構(gòu)兼容不同狀態(tài)的引線并同時焊接方能達(dá)到最高效率，設(shè)備結(jié)構(gòu)成本較高。

2 激光焊接工藝分析及設(shè)備介紹

為了消除熱壓焊接的缺陷，必須探求新的焊接方式。目前，設(shè)備市場主要方向在更高效的激光焊、電磁焊、超聲波焊，這幾種焊接方式目前都處于研發(fā)及小批量試用階段，其中激光焊在光伏板接線盒引線焊接的實(shí)際應(yīng)用中具有速度快，精確度高，質(zhì)量好的特點(diǎn)。

2.1 焊接產(chǎn)品工藝要求

目前，光伏板接線盒引線激光焊在客戶端已逐步形成了一些基本要求，如接線盒的準(zhǔn)確位置，接線盒內(nèi)部引線焊接后的位置，焊接的形狀及表面質(zhì)量，焊后拉力測試等，焊接及檢測要求。

2.2 激光焊接設(shè)備組成

激光焊接設(shè)備（激光錫球焊接設(shè)備）是一種先進(jìn)的焊接技術(shù)，它通過精確控制的激光束將錫球瞬間熔化，并以高精度噴射到焊接面上，形成穩(wěn)定可靠的焊點(diǎn)。這種系統(tǒng)通常由激光發(fā)生器、高精度自動送球和噴球機(jī)構(gòu)、以及控制系統(tǒng)等關(guān)鍵部分組成，能夠?qū)崿F(xiàn)焊接過程的高度自動化和精確化。

當(dāng)產(chǎn)品在產(chǎn)線上到達(dá)此設(shè)備時，輸送定位機(jī)構(gòu)對產(chǎn)品組件進(jìn)行定位，同時視覺機(jī)構(gòu)拍照確認(rèn)并分析組件上接線盒位置偏差，然后接線盒定位機(jī)構(gòu)進(jìn)行定位和偏差補(bǔ)償，接著系統(tǒng)控制焊接模塊運(yùn)動完成全部接線盒引線的焊接，定位機(jī)構(gòu)復(fù)位，相機(jī)進(jìn)行焊后檢測比對，同時產(chǎn)品輸出。

2.3 激光焊接設(shè)備的優(yōu)勢

激光釬焊技術(shù)在電路板焊接中具有以下顯著優(yōu)勢：

錫量恒定，確保焊接過程中錫料的一致性和可重復(fù)性。

精度高，激光的精確控制使得焊接精度達(dá)到微米級別，適用于高精度要求的電子組件。3.

焊接速度快，脈沖激光的快速加熱和熔化，以及惰性氣體的噴射，大幅縮短了焊接周期。

非接觸式，避免了傳統(tǒng)焊接中可能對敏感元件造成的機(jī)械應(yīng)力或損傷。

熱影響區(qū)域小，由于激光的聚焦特性，熱影響區(qū)域被限制在非常小的范圍內(nèi)，減少了對電路板上其他元件或敏感部件的熱損傷。

大研智造的激光焊接設(shè)備在精密制造領(lǐng)域展現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢，包括技術(shù)創(chuàng)新、高精度焊接、高穩(wěn)定性和可靠性、自動化和智能化、環(huán)境友好、定制化解決方案、專業(yè)技術(shù)支持、成本效益以及廣泛應(yīng)用等方面。這項(xiàng)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，尤其是在微電子焊接領(lǐng)域，它為精密電子組件的制造提供了強(qiáng)有力的支持。

2.4 激光焊接的可行性分析

激光目前在打標(biāo)、雕刻、焊接等領(lǐng)域都已經(jīng)廣泛應(yīng)用，光伏板引線通常寬度只有 6mm 左右，厚度約3.5mm，采用激光束可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)且快速的焊接。光斑可覆蓋直徑 φ170mm 的區(qū)域，可以兼容同一個接線盒兩側(cè)引線，達(dá)到激光器無需移動同時完成一個接線盒兩側(cè)焊接的效果。實(shí)驗(yàn)測試激光單線盒引線時間約0.3s 左右，焊接機(jī)構(gòu)移動加焊接可控制在 6s 以內(nèi)，再包含視覺和進(jìn)出料，理論 CT 應(yīng)在 12s 左右。

激光焊接設(shè)備（激光錫球焊接設(shè)備）焊接案例

3 結(jié)語

激光焊接是一種高效、高質(zhì)量的焊接方法，適用于光伏板接線盒引線的焊接。通過合理的焊接工藝參數(shù)，可以得到優(yōu)質(zhì)的焊接效果。搭配合理的控制監(jiān)測方法可極大提高焊接質(zhì)量和效率。隨著激光焊接接線盒引線設(shè)備的深入和擴(kuò)展，激光焊接可在光伏板生產(chǎn)中發(fā)揮更加重要的作用。

本文由大研智造撰寫，專注于提供智能制造精密焊接領(lǐng)域的最新技術(shù)資訊和深度分析。大研智造是集研發(fā)生產(chǎn)銷售服務(wù)為一體的激光焊錫機(jī)技術(shù)廠家，擁有20年+的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)。想要了解更多關(guān)于激光焊錫機(jī)在智能制造精密焊接領(lǐng)域中的應(yīng)用，或是有特定的技術(shù)需求，請通過大研智造官網(wǎng)與我們聯(lián)系。歡迎來我司參觀、試機(jī)、免費(fèi)打樣。

審核編輯 黃宇