Comparison of ultrasonic welding and laser welding in solar panel production

1. Product aesthetics PK

Laser welding is to use high-energy laser to melt the welded metal to create a connection. In the solar heat absorption plate welding, a welding spot is welded with an interval of 3-5mm. Laser welding does not require pressure on the welded workpiece, the overall deformation is small, and the surface damage to the heat absorption layer is small, while ultrasonic metal welding will cause wave-shaped deformation on the surface of the sheet due to pressure, although it can be avoided by surface embossing Deformation, but it will still form a welding mark of about 3mm on the surface of the solar heat absorber. Therefore, the appearance of laser welding products will be better than ultrasonic metal welding. In this round of competition, laser welding is better than ultrasonic metal welding.

2. Persistence PK

The strength of laser welding solder joints is poor, and the solder joints are easy to break when the heat and cold alternate frequently or are subjected to external forces. Ultrasonic metal welding uses vertical pressure to make two objects to be welded overlap, and they are combined into a solid connection by ultrasonic vibration pressure. The bonding time is short and the bonding part does not produce cast structure defects. Therefore, the welding position is uniform and stable, and the ultrasonic metal The welding has passed the 90-degree vertical bending test and there is still no fracture. In this round of competition, ultrasonic metal welding is better than laser welding.

3. Thermal conductivity PK

The use of laser welding will change the physical structure of the welded object, thereby affecting its electrical or thermal conductivity, and laser welding will result in a small heat conduction area between the metal sheet of the solar collector and the copper tube, which affects the heat transfer efficiency. Ultrasonic metal welding does not have this problem. Ultrasonic welding can reduce the temperature effect of the material to a lower level, so as not to change the metal structure. Therefore, the electrical conductivity or thermal conductivity after welding is extremely good, and the resistivity is extremely low or nearly zero. Ultrasonic metal welding has become conductive and thermally conductive material welding. It is a better choice, this performance can obviously produce advantages that cannot be achieved by laser welding when applied to flat panel solar collectors. According to the test, the transmission efficiency of ultrasonic metal welding products is about 3% higher than that of laser welding (that is, the water temperature is about 3% higher under the same working conditions). In this round of competition, ultrasonic metal welding is obviously better than laser welding.

4. Energy PK

As a representative product of low carbon, energy saving and environmental protection, solar water heaters are widely recognized by society and consumers. The energy consumption indicators in the production process have also attracted much attention. The welding of solar collectors is one of them. From the comparative analysis of welding principle, it can be known that ultrasonic metal welding can reduce the temperature effect of the material to a low level (the temperature of the welding zone does not exceed 50% of the melting temperature of the welded metal), so as not to change the metal structure, so it does not It will anneal the metal workpiece and does not require cooling water. In terms of energy consumption, ultrasonic welding can be carried out between the same type of metal and different types of metal, which consumes much less energy than laser welding. In this round of competition, ultrasonic metal welding is better than laser welding.

5. Cost PK

1. Стоимость оборудования: на международном уровне аппарат для ультразвуковой точечной сварки и аппарат для лазерной сварки имеют одинаковую цену, но компания Minghe Ultrasonic Co., Ltd. представила первую полностью автоматическую ультразвуковую сварку цельнолистового металла в солнечной тепловой промышленности благодаря внедрению зарубежные технологии и независимые исследования и разработки. Аппарат полностью изменил ситуацию, когда высокоточное ультразвуковое сварочное оборудование в моей стране должно зависеть от импорта из-за рубежа, и в основном вдвое снизил цену на отечественные ультразвуковые сварочные аппараты. Стоимость покупки одного устройства для ультразвуковой сварки металлов ниже, чем у лазерной сварочной машины, а соотношение покупки двух обычно составляет 300 000: 1 миллион (цена отечественной лазерной сварочной машины также быстро падает, около 700 000) . Лазерный сварочный аппарат обычно имеет две лазерные сварочные головки, а ультразвуковой аппарат обычно имеет одну сварочную головку. При той же мощности, по сравнению с одним лазерным сварочным аппаратом, ультразвук немного лучше лазера.

2. Стоимость использования: во-первых, лазерная сварка подходит для толстых материалов, таких как сварка алюминия. Толщина алюминиевого листа обычно составляет 0,4 мм, а ультразвуковая сварка подходит для тонких изделий, таких как алюминиевый лист. Обычно достаточно 0,2-0,3 мм. Что касается сварочных материалов, то ультразвук лучше. Во-вторых, стоимость расходных материалов. Расходными частями для лазерной сварки являются ксеноновые лампы и фильтрующие элементы, а для ультразвуковой – сварочные головки. В целом расходные материалы для лазерной сварки дешевле, чем для ультразвуковой. Таким образом, в этом раунде соревнований ультразвуковая сварка металла несколько лучше, чем лазерная.

6. Эффективность ПК

Скорость ультразвуковой сварки металла выше, чем лазерной: типичная скорость ультразвуковой сварки металла составляет 8 м/мин для сварки меди и 12 м/мин для сварки алюминия. Однако в настоящее время выбранный процесс ультразвуковой сварки заключается в прокатке зерна, а затем в сварке, поэтому эффективность одной машины следует сбрасывать со счетов. При одинаковой производственной мощности 2 аппарата ультразвуковой сварки сравниваются с 1 аппаратом лазерной сварки. В этом сравнении ультразвук лучше лазера.