淺談光伏太陽能鋁合金型材的生產工藝控制

陸宏亮

（中信渤海鋁業控股有限公司，河北 秦皇島 066000）

1 光伏太陽能鋁合金型材的應用前景

近年來，為了加快國際社會經濟發展，大多數的國家采用不可再生能源推動國家經濟發展。但是石油、煤炭等不可再生能源消耗巨大，一是造成環境污染，二是過渡開采。因此，大多數國家實施“陽光計劃”，目的是利用相關技術開發太陽能資源，為國家經濟發展謀求新資源。

我國最早實施陽光計劃是在1958年，現在的中國已經成為全球重要的光伏太陽能電池/模組的生產國。從1958年到現在為止，我國在開發太陽能資源方面取得了較好的成績。

目前，我國已經成為世界第一大光伏太陽電池/模組生產國。與此同時，制作光伏太陽電池所需的鋁合金邊框型材，我國也是世界第一供應大國，日本、歐美等國家大量進口我國的光伏太陽能鋁合金邊框型材。光伏太陽能鋁合金型材主要是用來做邊框、支撐受力，此外，光伏太陽能發電是可再生能源，滿足國際市場的需求。因此，光伏太陽能鋁合金型材的擁有更好的前景。

2 光伏太陽能鋁合金型材的生產工藝及相關質量要求

近年來，為了滿足光伏太陽能鋁合金型材在國內外的有效供應，同時能夠保證光伏太陽能鋁合金的使用壽命和相關質量，我國嚴格按照系統控制的機械化工序，根據相關國家生產標準，對實際的光伏太陽能鋁合金型材組裝進行規范化的統一安排。只有保證光伏太陽能鋁合金能夠在戶外長期使用，其表面結構抗腐蝕性的效果好。在這樣的工作流程下，我國開發太陽能資源技術位居世界前列[2]。

2.1 型材的生產技術

在光伏太陽能鋁合金型材生產的過程中，生產技術尤為重要。生產光伏太陽能鋁合金型材的尺寸安排必須要根據相關圖紙進行，與此同時，在進行事后驗收的時候，必須嚴格按照高精密級標準，保證型材整體結構表面的光滑性，杜絕焊合線等痕跡，保證達到10HW以上的韋氏硬度,采取噴砂氧化處理技術對結構表面進行亮度、顏色的處理。對光伏太陽能鋁合金型材組裝的時候，為保證具體部位的質量以及后續貼膜工作的嚴密性，需防止磕碰情況地發生，在具體壓實的過程中，必須保證位置的準確性，防止出現氣泡蔓延的現象。保證貼膜不脫落，達到后期貼膜的穩定效果。

光伏太陽能鋁合金型材與其他型材的力學性能要求不同，其有著更加嚴格的標準。因此，在進行鋁合金太陽能型材制造的過程中，對其進行較大程度的熱化處理，使鋁合金太陽能型材能夠在高溫的情況下保持可塑性，擠壓性等等。然而，鋁合金太陽能型材內部化學成分差異較大，在一定程度上為控制型材綜合性能帶來了難度。因此，針對此種情況，相關人員在較大的范圍內進行不同材料化學成分的評估工作。與此同時，根據相關的企業生產標準，對合金化學成分進行系統規劃，從而實現光伏鋁合金結構內部高精度，在檢驗之后，保證整體結構的穩定性，抗腐蝕性，使得太陽能鋁合金型材施工質量能夠達到光能的收集效果。此外，為了保證能源收集量的穩定性，太陽能鋁合金型材需要具備抗腐蝕性，能夠在極其惡劣的條件下在戶外長期使用。而型材生產技術根據實際情況和相關需求不斷的更新、改變，在借鑒各個領域生產經驗的同時，使得光伏太陽能鋁合金型材生產質量大大提高[3,4]。

2.2 材料生產精度控制措施

在整個光伏太陽能鋁合金型材生產的過程中，材料生產精度的控制是整個生產過程中的重要環節。因此，控制材料生產精度控的技術十分重要?？刂撇牧仙a精度主要運用的技術是熔煉技術。熔煉技術是在720℃的高溫條件下，在旋轉式蓄熱熔煉爐中進行熔煉，吹入高純氮氣，在十幾分鐘之后，保證精煉劑量達到總體質量的0.08%，使用電子設備攪拌一定的時間，靜置30分鐘左右對濾液進行檢驗，保證光伏太陽能鋁合金型材的力學性能。

在型材鑄造的過程中，為了保證整體材質的冷卻強度，實現快速的冷卻，逐步細化型材鑄造組織，使得光伏太陽能鋁合金型材整體結構緊密性較強，力學性能好，必須對其進行半連續直接水冷澆注。在鑄造的過程中，相關人員必須嚴格控制其溫度、范圍以及鑄造速度，必須將冷卻水溫控制在相關范圍之內，只有這樣才能做好光伏太陽能鋁合金器材的鑄造工作。此外，嚴格仔細的排查可能產生裂紋的部位。針對光伏太陽能鋁合金型材的內部結構和相關組織，相關人員必須采取一定的技術對分布不均勻的化學成分進行修正，這就在一定程度上防止了鑄錠晶內偏析的情況。而對這種情況采取的相關技術，需要對鑄錠進行高溫處理，處理之后要進行保溫，保溫出爐之后，進行冷卻處理，均勻化退火的技術在一定程度上加快冷卻速度，保證光伏太陽能鋁合金型材整體結構的顏色處理分布均勻。

這時，陳副市長打來電話，尹愛群心頭一喜，讓這鐵桿哥們給指點指點吧?？墒窃掝}剛冒出，就被陳副市長打斷，約他到一處茶館見面。陳副市長戴著墨鏡，把衣領掀得高高的，像個地下黨員。

在幾道工序之后，比較重要的是控制型材的擠壓和時效工序。而此道工序最主要的是在線淬火，在線淬火的同時，保證鑄錠加熱溫度在440℃，而所需要的模具加熱溫度則在450℃，整套模具加熱時間為5小時，外部的輔助部分溫度維持在460℃，而對型材擠壓速度則要適中。在進行加熱處理之后，出料口溫度保持在相關標準溫度左右，此工序之后，根據相關處理技術對型材進行有效處理，其溫度和時間遵循相關標準。對光伏太陽能鋁合金型材采用此種生產工藝，能夠在一定程度上保證光伏太陽能鋁合金型材整體結構的穩定性，保證其力學性能，為之后的生產工序打下堅實的基礎。

3 光伏太陽能鋁合金生產工藝的改良措施

3.1 優化模具的設計

在光伏鋁合金的生產過程中，模具是決定鋁合金形態、精度、尺寸的重要決定因素。只有較高的模具設計制造工藝，才能保障擠壓生產的高質量、低能耗、高效率及成本控制。為了最大程度上提高模具設計及生產的質量，優化現有的模具及制造的工藝。

首先，采用先進的模具制造設備。例如采用cnc、軸加工中心、電火花加工中心等設備提高模具加工的精度。

進一步提高布置模孔的合理性：為了確保光伏太陽能鋁合金型材的對稱性，從根本上提高產品的生產效率和成品率。在進行?？撞贾玫倪^程中遵從對稱原則，同時采用多孔對稱的布置方法。同時在設計的過程中，將橋位設計在非裝飾面上，防止其缺陷暴露。

制品尺寸和制品表面的質量是購買者最為關心的重要問題。因此，企業必須最大程度上確保制品的尺寸和表面的質量符合相關規范。在此，通過對模具工作帶的優化設計改進制品尺寸的精度和表面的質量。在設計模具工作帶的長度時，最大程度上確保落差在規定范圍內，長度變化上趨于平緩，角度不可過大。同時，結合使用促流角和阻礙角對金屬的流速進行平衡和限制，幫助在生產制造過程中對型材的表面質量進行改善。

3.2 改進熔煉、鑄造與鑄錠工藝

在進行熔煉的過程中，企業可以采用旋轉式的蓄熱爐進行熔煉。使用這種熔爐可以確保熔煉的溫度在720℃到760℃。為材料的熔煉提供一個穩定可靠的環境。當溫度超過720℃時，采用高純度氮氣吹入精煉劑精練15min。同時，精煉劑的用量應嚴格限制在熔體重量的0.08%。精煉完成后使用電磁作用進行攪拌，攪拌完成后進行靜置。而后，對熔煉的材料進行取樣檢測。

在進行鑄造的過程中，企業可以采用半連續直接水冷鑄造方法，這種方法具有冷卻強度大，速度快的優勢?？梢源龠M鑄造組織細化，同時提高組織的密度,進而確保鑄錠的力學性能和熱處理效果符合生產要求。在進行鑄造時，應確保鑄造作業的溫度維持在710℃到730℃之間。同時，鑄造的速度穩定在50mm/min～70 mm/min，冷卻水壓控制在0.1至0.3兆帕之間。另外一方面，為減少過程中出現熱裂紋，同時改善合金的化學組成，在線添加鋁鈦硼絲。

晶內偏析問題是影響產品質量的重要因素，也是生產過程中的常見問題。本文最大程度上對晶內偏析問題進行消缺和控制，改善型材的化學成分和組織結構。必須對鋁合金棒進行均勻化處理。利用加熱將鋁合金棒溫度升至540°到550°，溫度恒定8至10個小時。采用出爐強風和冷卻水進行冷卻。退火后加快冷卻，確保陽極氧化著色后外觀色澤的均勻。

3.3 對表面處理工序的工藝進行提升

光伏太陽能鋁合金型材表面的啞光效果，如果采用純化學的方式，制成的啞光效果和砂面效果會因時間推移而逐漸變弱。同時，采用這種技術在作業過程中會消耗大量的鋁材料，不利于控制成本。因此，企業應采用先進的機械噴砂，而后，結合使用化學處理方法奶，最大程度上提高亞光表面的表現效果。在采用噴砂工藝的過程中，應嚴格遵循以下要求：

第一，操作人員在噴砂工作開機之前，應提前準備好干凈的手套，白潔布以及砂紙等用品，防止在工作過程中出現缺漏，準備好相關材料，及時解決缺陷問題。

第二，應嚴格對噴砂的速度進行控制，速度的控制應根據擠壓材料的表面質量進行確定。大多數情況下80到100目為主。噴砂之后，應確保型材的表面無明顯的擠壓紋和突出的線條。

第三，在操作的過程中，技術人員應對型材的表面效果進行實施觀測，即查看過程中是否存在漏噴的情況以及噴口堵塞的情況。

第四，在噴砂的過程中，應對噴砂機的力度不均造成的陰陽面以及型材之間色差的問題進行特別注意。

第五，對制材進行逐支檢查，及時發現擦傷。同時，采樣白潔布和沙紙對擦傷進行補救。

3.4 對包裝及產品的質量進行檢測

在完成所有工序后，進行產品包裝時，組織員工對型材進行逐個檢查，將不符合質量標準的產品挑出，禁止入庫。檢驗完畢的型材還要進行質量檢測，即進行覆膜測試，如果覆膜在光伏太陽能型材上不粘膠不脫落則檢驗合格。除此之外，檢驗合格的產品還要進行失重試驗和抗熱裂性試驗。如果在此過程中出現黏膜的現象，對封孔的質量進行檢查，把控好每個產品的重量。

4 結束語

我國的光伏產業在近年得到提升，光伏鋁合金型材的需求量逐年增加。為了更好的適應時代的發展，生產單位結合當下先進的生產技術及材料質量的新要求對生產的工藝及流程進行全面升級。確保產品的穩定性和抗腐蝕性。防止材料在使用過程中出現損壞和質量問題。為生產企業創造更高的市場價值，進一步提高自身的核心競爭力。