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摘要:太阳能硅片切割过程中,导轮是很重要的易磨损部件。切片过程中,伴随工作台的缓慢下降,钢线携带砂浆在导轮槽内高速运转,对硅块起到切割作用。导轮的涂层、槽型、槽深及角度等对切割质量起到关键作用。本文主要论述导轮对太阳能晶体硅切割质量的影响。
0、引言
导轮是线锯机床中负责绕线的轮体,内部为钢制,外面敷设一层聚氨酯,其转动靠两端轴承及其中间穿过的丝杠动作。导轮经开槽机开槽后方可使用,这些槽精细且分布均匀。导轮的涂层、槽型、轴瓦及导轮跳动都会对切割质量产生重要影响。
1、导轮涂层
导轮涂层的材料是聚氨酯,不同厂家的涂层硬度、耐磨性都不同,导致导轮使用寿命及切割中导轮槽型变化程度也不一致。
2、槽型
目前线锯机床常使用的导轮槽型为V型槽,角度为40°-80°,槽深为180μm-250μm,但由于V型槽底部尺寸不易控制且形状不规则,开始时钢线不能到达槽底部,而是卡在中间,切割过程中,随着钢线在槽内高速运转,由于摩擦作用,导轮槽底部磨损较快。当钢线在V型槽内运转时,钢线也易在槽内左右晃动,钢线跳动严重时,甚至跳出所在V型槽内到另外一个V型槽内,造成张力不稳,切割出不合格的硅片,例如厚度偏差片、TTV超差片及锯痕不合格片。由于V型槽导轮槽磨损较快,使用寿命较短,需要经常更换导轮,这会影响产能。
目前有一种新槽型是将图1所示的V型槽变为图2所示的U型槽,槽底部圆弧半径值为切割用钢线的半径值,槽的两侧壁仍为V型。由于在切割过程中钢线会磨损,因此在导轮入线口与出线口位置的钢线直径不同(视切割的硅块长度不同,约相差8-15μm,),需根据钢线的磨损情况进行圆弧半径值的补偿,例如,钢线初始直径为130μm,切割至出线口时线损10μm,则出线口导轮直径为120μm,而入线口与出线口之间的导轮槽底部半径值则需要进行分段补偿。这样,导轮槽的底部直径与钢线的直径相吻合,因此钢线在槽内高速运转时较稳定,不会出现钢线左右移动的情况,切出的硅片外观质量良好,不会出现锯痕或TTV超差片,提高了产品质量。与此槽型相匹配的两侧壁夹角范围为45°-60°,槽深为180μm-200μm,角度与槽深的关系为:角度越小则槽深越深。当钢线在新型槽内传动时,导轮槽磨损程度减小,延长了导轮的使用寿命,避免频繁更换导轮,提高了工作效率。
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