Welche Materialanforderungen gelten für die Walzen des Photovoltaik-Schweißbandwalzwerks?

      Das Walzwerk des Photovoltaik-Schweißbandwalzwerks ist die Kernarbeitskomponente, die Kupferdraht (Rohmaterial) direkt kontaktiert und quetscht. Es muss gleichzeitig die Anforderungen an hohe Festigkeit, hohe Verschleißfestigkeit, hohe Dimensionsstabilität und Oberflächenglätte erfüllen, um die genaue Größe (Dickentoleranz beträgt normalerweise ≤ ± 0,002 mm) und Oberflächenqualität des Photovoltaik-Schweißstreifens sicherzustellen. Bei der Materialauswahl sollten folgende Kernanforderungen im Mittelpunkt stehen:

1、Kernmaterialanforderungen (Leistungsdimension)

      Die extrem hohe Härte und Verschleißfestigkeit des Walzwerks erfordert eine langfristige Extrusion von Kupferdraht (die Kupferhärte beträgt etwa HB30-50), und die Oberfläche ist aufgrund von Reibung und Extrusion anfällig für Verschleiß. Wenn die Härte nicht ausreicht, wird die Oberfläche des Walzwerks konkav und die Maßgenauigkeit nimmt ab, was sich direkt auf die Gleichmäßigkeit der Schweißbanddicke auswirkt. Daher muss das Walzenmaterial eine Oberflächenhärte von ≥ HRC60 (Rockwell-Härte) aufweisen und das Substrat muss über eine ausreichende Zähigkeitsunterstützung verfügen, um harten und spröden Bruch zu vermeiden.

      Hervorragende Dimensionsstabilität (geringer Wärmeausdehnungskoeffizient): Beim Walzvorgang entsteht durch die Reibung zwischen Walzwerk und Kupfermaterial lokal Wärme. Wenn der Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials zu hoch ist, schwankt die Walzwerksgröße mit der Temperatur, was zu einer Abweichung in der Dicke des Schweißbandes führt. Daher muss das Material einen niedrigen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten haben (normalerweise ≤ 12 × 10 ⁻⁶/℃ im Bereich von 20–100 ℃), um die Dimensionsstabilität beim Langzeitwalzen sicherzustellen.

      Die extrem hohe Oberflächenglätte und Ebenheit von Photovoltaik-Schweißbändern erfordert strenge Anforderungen an die Oberflächenqualität (Kratzer, Vertiefungen oder Oxidationsflecken sind nicht zulässig), und die Oberflächenglätte des Walzwerks bestimmt direkt den Oberflächenzustand des Schweißbandes. Daher sollte sich das Material des Walzwerks leicht auf Spiegelglätte polieren lassen (Ra ≤ 0,02 μm) und es sollten keine Defekte wie Poren oder Einschlüsse im Material vorhanden sein, um Oberflächendefekte nach dem Polieren zu vermeiden.

      Beim Betrieb eines Walzwerks mit guter Ermüdungs- und Schlagfestigkeit muss das Walzwerk zyklisch wechselnden Belastungen (Kompression, Reibung) standhalten, was bei längerem Einsatz leicht zu Ermüdungsrissen führen kann; Unterdessen können Schwankungen in der Drahtverlegegeschwindigkeit zu sofortigen Stoßbelastungen führen. Daher muss das Material sowohl eine hohe Dauerfestigkeit (Biegedauerfestigkeit ≥ 800 MPa) als auch eine gewisse Zähigkeit aufweisen, um Risse oder Kantenbrüche des Walzwerks bei Dauerbelastung zu vermeiden.

      Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit: Die Walzumgebung kann mit Wasserdampf und Spuren von Ölflecken in der Luft in Kontakt kommen, und der nachfolgende Schweißstreifen muss vor dem Verzinnen gereinigt werden. Wenn das Walzenmaterial zu Oxidation oder Korrosion neigt, kommt es zur Bildung einer Oxidschicht auf der Oberfläche, die die Oberfläche des Schweißbandes verunreinigt. Daher muss das Material eine gute Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion bei Raumtemperatur und leichte Korrosion durch Ölverschmutzung aufweisen, um Oberflächenoxidation und Abblättern zu vermeiden.

2、Nebenanforderungen (Verarbeitungs- und Wartungsmaße)

      Bearbeitbarkeit: Das Material sollte sich leicht präzise schleifen lassen (wobei sichergestellt ist, dass die Rundheitstoleranz der Walzenoberfläche ≤ 0,001 mm beträgt) und polieren, um Kostensteigerungen aufgrund hoher Verarbeitungsschwierigkeiten zu vermeiden.

      Wärmeleitfähigkeit: Einige Hochgeschwindigkeitswalzwerke erfordern Kühlsysteme und Materialien mit einer bestimmten Wärmeleitfähigkeit (z. B. Wärmeleitfähigkeit von Hartlegierungen ≥ 80 W/(m · K)), um die rechtzeitige Ableitung der Reibungswärme zu erleichtern und die Dimensionsstabilität weiter sicherzustellen.