CN103692165A - 太阳能用铝合金框架的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种太阳能用铝合金框架的制作方法，其特征在于，其方法包括熔铸精炼、挤压、锯切、表面处理、机加工、组框和包装入库等步骤，本发明的铝合金框架具有较高的抗老化性能和耐紫外线性能以及良好的导热性，易焊性，高稳定的表面质量等特点。

Description

太阳能用铝合金框架的制作方法
 
技术领域
本发明涉及一种光伏太阳能用铝合金框架加工领域，具体地说是一种太阳能用铝合金框架的制作方法。
背景技术
当前石油、天然气、煤矿等不可再生资源日益短缺，并且给人类环境带来严重的污染，寻找清洁、廉价、环保型的替代资源—新能源是当今世界的主题。太阳能以其清洁、可再生的优点，在未来能源结构中，具有十分重要地位和最具生命力的替代能源，太阳能技术应用的发展是新能源领域中最为迅速的，被认为是20年后的电脑行业，其发展速度可想而知，太阳能产品是未来20年内迅猛发展的市场领域。
在太阳能光电应用材料中，除了核心的部件太阳能电池外，其余外部需要大量的结构件和支撑材料，如太阳能电池板外框、外支架及太阳能单元发电箱体等。目前主要应有不锈钢材、镀锌材、彩钢材以及铝合金材。其中不锈钢材色彩较为单一，质量重实用性不大，镀锌材防腐性能、装饰性能较差，彩钢材价格相对较高，重要的是这几种材质均不具备良好的导热性能，难以将太阳能未转化为电能部分的热能迅速带走而对电器及线路造成烧毁。而铝合金材具有良好的延展性，容易进行表面加工处理，具有优异的热传导性能、较高的强度、良好的耐腐蚀、抗潮湿、耐候（风沙、日晒、酸雨）等性能指标，并且适宜的性价比，目前己成为太阳能应用技术用材方面的首选。
太阳能电池组件铝合金边框简称太阳能边框，是用于固定光伏太阳能电池板组件的铝合金型材框架，其会与太阳能电池板一起经受高温、潮湿及暴晒的恶劣环境。在这样恶劣的工作环境下，需拥有较高的抗老化性能和耐紫外线性能，才能确保太阳能组件的工作寿命。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提高一种制作工艺合理，综合性能优良、成品率以及效率高的太阳能用铝合金框架的制作方法。
本发明是这样实现的：
一种太阳能用铝合金框架的制作方法，其特征在于，其工艺包括熔铸、挤压、锯切、表面处理、机加工、组框和包装入库，其工艺步骤如下如下：
（1）熔铸精炼：将铝锭投入熔炼炉中进行熔炼，在熔炼过程中加入铝硅中间合金、镁锭、铝钛硼丝、精炼剂和打渣剂，对铝合金溶液进行搅拌，并采用在线除气去除低熔点轻金属和非金属杂质，浇铸得到铝棒；
（2）挤压：将铝棒放入工频炉中加热，加热方式为阶梯加热，从200℃加热至450-490℃再通过挤压机将铸锭挤压成铝合金型材，铝合金型材从挤压机出口出来后立即进行风冷淬火；
（3）锯切：将挤压后的铝合金型材锯切成一定长度的铝合金基材；
（4）表面处理：将铝合金基材依次经过脱脂、水洗、碱蚀、水洗、出光除灰、水洗、阳极氧化、水洗、着色、水洗、封孔和烫洗的工序；
（5）机加工: 将经过表面处理的铝合金基材依次进行精锯、冲孔、亚铆、压筋、铣面和倒孔的工序；
（6）组框：将经过机加工的铝合金基材进行组件拼装、组角、焊接和校验的工序，组成铝合金框架；
（7）包装入库：将铝合金框架成品检验，合格的产品包装入库。
以上所述的在线除气是将氯、氩气吹入铝合金熔体中，形成大量的弥散气泡，铝合金液与氯、氩气充分接触，气泡在熔体中吸收熔体中的氢，以及吸附氧化夹渣之后上升到熔体的表面形成浮渣。
以上所述的出光除灰是将铝合金基材放入出光液中进行出光除灰，其中出光液包括硫酸和出光剂，硫酸和出光剂的重量百分比为10-20：20-30。
以上所述的阳极氧化是将铝合金基材放入电解液中并通入电流进行电解，所述的电解液包括硫酸、硫酸铝和宽温氧化剂；硫酸、硫酸铝和宽温氧化剂的重量百分比为70-80：5-10：8-12。
以上所述的焊接是先采用低功率激光进行预热焊接，使焊缝表面快速形成一层氧化膜，然后自动进行第二次高功率激光焊接。
本发明的突出的实质性特点和显著的进步是：
1．本发明的铝合金框架的制作方法在熔铸精炼过程中采用在线除气，消除铝合金熔铸过程中产生的气孔、夹杂等缺陷，达到净化铝合金液的目的，提高产品的铝棒质量。
2．本发明的铝合金框架的制作方法采用宽温快速阳极氧化工艺，克服了传统的硫酸阳极氧化工艺低温、低电流密度的缺点；避免了传统工艺中氧化膜层的烧损使表面、粉化等缺陷，实现宽温、大电流密度的生产工艺，快速高效地制取氧化膜，提高生产效率。
3．本发明的铝合金框架具有较高的抗老化性能和耐紫外线性能以及良好的导热性、易焊性、高稳定的表面质量。
具体实施方式
实施例1
将铝锭投入熔炼炉中进行熔炼，在熔炼过程中加入铝硅中间合金、镁锭、铝钛硼丝、精炼剂和打渣剂，对铝合金溶液进行搅拌，并采用在线除气去除低熔点轻金属和非金属杂质，浇铸得到铝棒；然后将铝棒放入工频炉中加热，加热方式为阶梯加热，从200℃加热至450-490℃通过挤压机将铸锭挤压成铝合金型材，铝合金型材从挤压机出口出来后立即进行风冷淬火；将挤压后的铝合金型材锯切成一定长度的铝合金基材；将锯切好的铝合金基材依次经过脱脂、水洗、碱蚀、水洗、出光除灰、水洗、阳极氧化、水洗、着色、水洗、封孔和烫洗的工序；出光除灰是将铝合金基材放入出光液中进行出光除灰，其中出光液包括硫酸和出光剂，硫酸和出光剂的重量份数为10-20份：20-30份；阳极氧化是将铝合金基材放入电解液中并通入电流进行电解，所述的电解液包括硫酸、硫酸铝和宽温氧化剂；硫酸、硫酸铝和宽温氧化剂的重量份数为70-80份：5-10份：8-12份；将经过表面处理的铝合金基材依次进行精锯、冲孔、亚铆、压筋、铣面和倒孔的工序；将经过机加工的铝合金基材进行组件拼装、组角、焊接和校验的工序，组成铝合金框架；所述的焊接是先采用150W功率激光进行预热焊接，使焊缝表面快速形成一层氧化膜，然后自动进行第二次300W功率激光焊接；最后将铝合金框架成品检验，合格的产品包装入库。
上述实施例所述的电解液根据氧化膜的厚度，其成分和含量有适当改变；
上述实施例所述的出光液根据铝合金基材表面光亮度的情况，其成分和含量也可以有适当改变。

Claims (5)

1.一种太阳能用铝合金框架的制作方法，其特征在于，其方法包括熔铸精炼、挤压、锯切、表面处理、机加工、组框和包装入库，其工艺步骤如下：
（1）熔铸精炼：将铝锭投入熔炼炉中进行熔炼，在熔炼过程中加入铝硅中间合金、镁锭、铝钛硼丝、精炼剂和打渣剂，对铝合金溶液进行搅拌，并采用在线除气去除低熔点轻金属和非金属杂质，浇铸得到铝棒；
（2）挤压：将铝棒放入工频炉中加热，加热方式为阶梯加热，从200℃加热至450-490℃再通过挤压机将铸锭挤压成铝合金型材，铝合金型材从挤压机出口出来后立即进行风冷淬火；
（3）锯切：将挤压后的铝合金型材锯切成一定长度的铝合金基材；
（4）表面处理：将铝合金基材依次经过脱脂、水洗、碱蚀、水洗、出光除灰、水洗、阳极氧化、水洗、着色、水洗、封孔和烫洗的工序；
（5）机加工: 将经过表面处理的铝合金基材依次进行精锯、冲孔、亚铆、压筋、铣面和倒孔的工序；
（6）组框：将经过机加工的铝合金基材进行组件拼装、组角、焊接和校验的工序，组成铝合金框架；
（7）包装入库：将铝合金框架成品检验，合格的产品包装入库。
2.根据权利要求1所述的太阳能用铝合金框架的制作方法，其特征在于，所述的在线除气是将氯、氩气吹入铝合金熔体中，形成大量的弥散气泡，铝合金液与氯、氩气充分接触，气泡在熔体中吸收熔体中的氢，以及吸附氧化夹渣之后上升到熔体的表面形成浮渣。
3.根据权利要求1所述的太阳能用铝合金框架的制作方法，其特征在于：所述的出光除灰是将铝合金基材放入出光液中进行出光除灰，其中出光液包括硫酸和出光剂，硫酸和出光剂的重量百分比为10-20：20-30。
4.根据权利要求1所述的太阳能用铝合金框架的制作方法，其特征在于：所述的阳极氧化是将铝合金基材放入电解液中并通入电流进行电解，所述的电解液包括硫酸、硫酸铝和宽温氧化剂；硫酸、硫酸铝和宽温氧化剂的重量百分比为70-80：5-10：8-12。
5.根据权利要求1所述的太阳能用铝合金框架的制作方法，其特征在于：所述的焊接是先采用150W功率激光进行预热焊接，使焊缝表面快速形成一层氧化膜，然后自动进行第二次300W功率激光焊接。
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