超声波的“超”字是因为其频段下界超过人的听觉而来,但如果按波长角度来分析,实际上超声波的波长更短。科学家们将一个波相邻两个波峰或波谷间的距离称为波长,我们人类耳朵能听到的机械波波长为2cm~20m(2厘米~20米)。因此,我们把波长短于2cm的机械波称为“超声波”。但在实际应用中,一般波长在3.4cm以下(10000hz以上)的机械波,就可以视作超声波研究。通常用于医学诊断的超声波波长为10μm~350μm。
超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律,与次声波和可听声波的规律没有本质上的区别。但是超声波的波长很短,只有几厘米,甚至千分之几毫米。与其他波比较,超声波具有许多特性:传播特性──超声波的波长很短,通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍,因此超声波的穿透力差,衍射本领很差,易散射。它在均匀介质中能够直线传播但难以衍射,超声波的波长越短,该特性就越显著,此外,根据瑞利散射定律,散射波的强度与波长的四次方成反比,超声波的波长极短,因此散射就非常严重,穿透力不佳。空化作用──当超声波在介质的传播过程中,存在一个正负的交变周期,在正相位时,超声波对介质分子挤压,改变介质原来的密度,使其增大;在负压相位时,使介质分子稀疏,进一步离散,介质的密度减小,当用足够大强度的超声波作用于液体介质时,介质分子间的平均距离会超过使液体介质保持不变的临界分子距离,液体介质就会发生断裂,形成微泡。这些小空洞迅速胀大和闭合,会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用,从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用,起到了很好的搅拌作用,从而使两种不相溶的液体(如水和油)发生乳化,且加速溶质的溶解。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。
焊接机的种类很多,有单点单功能、单点双功能、单点多功能(此种焊机也只有一个焊头,变换定位板的形式后可作90°角至180°角之间任意角度的焊接)。还有两点、三点、四点乃至六点焊机及四角焊机等。不同种类的焊接机所具有的焊接功能和工作效率也不同。
太阳能电池全自动焊接机(如图1所示)可以按照设定要求对电池片正反面同时自动连续焊接,组成电池串。焊接时焊带自动送料,自动切断,焊接完成后电池串自动收料。焊接方式有红外线灯焊接方式和高频电磁感应焊接方式。
全自动串焊接机和全自动单片焊接机与手工焊接相比具有如下优势:
①焊接速度快,质量一致性好,表面美观,没有手工焊接的焊锡不均匀现象。设备焊接可以避免人工焊接时的各种人为因素的影响,比如操作工熟练程度的影响、身体状况的影响、情绪的影等,从而保证焊接的一致性、可靠性。
②可减少操作人员及检验人员的数量,降低管理难度及产品成本。现在人工成本逐年增加,每年的招工是令老板头疼的事情,自动焊接机能大量减少雇佣人员。
③串焊机的焊接可靠性要远大于人工焊接。焊接不良是导致组件提前失效的重要原因。太阳能光伏组件的设计寿命为25年,而组件通常都安装在户外,每天要承受30℃左右的温度变化,加上季节更替,温度的变化更大。由于焊带基材为纯铜,铜的膨胀系数约为硅(电池片)的六倍,这种差异就意味着:只要有温度的变化,焊带与电池片焊接处就会受力。因此,不良的焊接会导致组件功率降低,严重时会导致组件失效。人工焊接导致不良焊接的原因有很多,比如焊台的温度、助焊剂的涂布、电烙铁的温度、人员的熟练程度等,有些方面是可以通过有效的管理来解决的,而有些情况是无法完全控制的,对于人工焊接过程中影响焊接可靠性的因素,全自动串焊机均能得到良好的解决。