大研智造丨光伏板线盒引线焊接：激光技术的精密制造优势

随着国家鼓励开发利用可再生能源和市场推动，工商业光伏发电应用得到了快速和广泛的发展。国家在努力实现“双碳”目标的同时，能源需求却不断扩大。近年来，国家密集地发布了一系列文件，给予工商业采用清洁能源发电大力支持。此外，各地陆续出台相关政策，使得工商业电价持续攀升，也加速了工商业分布式市场的升温。

我国光伏行业协会数据显示，2022 年，我国光伏新增装机 87.41 吉瓦，同比增长 59.3%。其中，分布式光伏新增装机 51.1 吉瓦，同比增长 74.5%。工商业光伏新增装机达 25.86 吉瓦，同比增长 236.7%。国内增长开始趋于平缓，而海外仍有较大市场。为争取更多的市场份额，光伏板降价，产量加大必不可少，从根本上降低光伏板总体成本，需要对生产过程中的工艺进行升级换代，提高设备生产效率，减少维护成本，缩短各种不必要时间。在探究多种提速方式的过程中，采用激光进行焊接成为了其中一种可行方向。

1 传统焊接方式及其缺陷分析

1.1 传统焊接方式

传统光伏板接线盒引线焊接主要采用热熔压焊（以下称热压焊）。其中热压焊接主要分为人工焊和自动热压焊（图 1），其原理相同，将覆有锡的铜线压紧在焊接面上，用电烙铁或加热块加热锡丝或铜引线上的锡块，锡融化后包裹铜线和导电连接面，完成焊接。

人工焊接需要手动分别焊接引线正负极，主要靠工人自行判断，人员的技术水平直接影响到焊接质量 , 人工无法准确控制锡融化时间及温度，效率较低。

自动热压焊

自动热压焊采用自动化的焊接方式，设备通常由定位压紧机构、加热系统、温控冷却系统、视觉判定系统等组成，相对于人工焊，焊接位置精确，焊接效果稳定。同时，热压焊也存在一些衍生品，如自动加锡丝焊接设备、夹锡膏焊接设备等，通常需要在电烙铁或加热块侧面增加额外机构，这类设备利用熔化的锡可以很好地包覆导电铜线。

1.2 传统焊接方式的缺陷

热压焊有相应的缺陷，主要是焊接需要较长的升降温时间。其次，焊接时焊头需要对产品进行接触，可能会触碰损伤产品，产生残余应力和热变形。同时，锡融化后与加热块（或电烙铁）接触面积较大，会有较多残留锡粘在加热头上，在非焊接区域可能会掉落在产品上污染产品，需要频繁对加热头接触表面进行清理维护。通常光伏板接线盒热压焊需要 6 套独立机构兼容不同状态的引线并同时焊接方能达到最高效率，设备结构成本较高。

2 激光焊接工艺分析及设备介绍

为了消除热压焊接的缺陷，必须探求新的焊接方式。目前，设备市场主要方向在更高效的激光焊、电磁焊、超声波焊，这几种焊接方式目前都处于研发及小批量试用阶段，其中激光焊在光伏板接线盒引线焊接的实际应用中具有速度快，精确度高，质量好的特点。

2.1 焊接产品工艺要求

目前，光伏板接线盒引线激光焊在客户端已逐步形成了一些基本要求，如接线盒的准确位置，接线盒内部引线焊接后的位置，焊接的形状及表面质量，焊后拉力测试等，焊接及检测要求。

2.2 激光焊接设备组成

激光焊接设备（激光锡球焊接设备）是一种先进的焊接技术，它通过精确控制的激光束将锡球瞬间熔化，并以高精度喷射到焊接面上，形成稳定可靠的焊点。这种系统通常由激光发生器、高精度自动送球和喷球机构、以及控制系统等关键部分组成，能够实现焊接过程的高度自动化和精确化。

激光焊接设备工艺

当产品在产线上到达此设备时，输送定位机构对产品组件进行定位，同时视觉机构拍照确认并分析组件上接线盒位置偏差，然后接线盒定位机构进行定位和偏差补偿，接着系统控制焊接模块运动完成全部接线盒引线的焊接，定位机构复位，相机进行焊后检测比对，同时产品输出。

2.3 激光焊接设备的优势

激光钎焊技术在电路板焊接中具有以下显著优势：

激光焊接设备的优势

1. 锡量恒定，确保焊接过程中锡料的一致性和可重复性。
2. 精度高，激光的精确控制使得焊接精度达到微米级别，适用于高精度要求的电子组件。
3. 焊接速度快，脉冲激光的快速加热和熔化，以及惰性气体的喷射，大幅缩短了焊接周期。
4. 非接触式，避免了传统焊接中可能对敏感元件造成的机械应力或损伤。
5. 热影响区域小，由于激光的聚焦特性，热影响区域被限制在非常小的范围内，减少了对电路板上其他元件或敏感部件的热损伤。

大研智造的激光焊接设备的优势

大研智造的激光焊接设备在精密制造领域展现出显著的优势，包括技术创新、高精度焊接、高稳定性和可靠性、自动化和智能化、环境友好、定制化解决方案、专业技术支持、成本效益以及广泛应用等方面。这项技术已被广泛应用于工业生产，尤其是在微电子焊接领域，它为精密电子组件的制造提供了强有力的支持。

2.4 激光焊接的可行性分析

激光目前在打标、雕刻、焊接等领域都已经广泛应用，光伏板引线通常宽度只有 6mm 左右，厚度约3.5mm，采用激光束可实现精准且快速的焊接。光斑可覆盖直径 φ170mm 的区域，可以兼容同一个接线盒两侧引线，达到激光器无需移动同时完成一个接线盒两侧焊接的效果。实验测试激光单线盒引线时间约0.3s 左右，焊接机构移动加焊接可控制在 6s 以内，再包含视觉和进出料，理论 CT 应在 12s 左右。

激光焊接设备（激光锡球焊接设备）焊接案例

3 结语

激光焊接是一种高效、高质量的焊接方法，适用于光伏板接线盒引线的焊接。通过合理的焊接工艺参数，可以得到优质的焊接效果。搭配合理的控制监测方法可极大提高焊接质量和效率。随着激光焊接接线盒引线设备的深入和扩展，激光焊接可在光伏板生产中发挥更加重要的作用。

本文由大研智造撰写，专注于提供智能制造精密焊接领域的最新技术资讯和深度分析。大研智造是集研发生产销售服务为一体的激光焊锡机技术厂家，拥有20年+的行业经验。想要了解更多关于激光焊锡机在智能制造精密焊接领域中的应用，或是有特定的技术需求，请通过大研智造官网与我们联系。欢迎来我司参观、试机、免费打样。