2.5 mm光伏玻璃物理鋼化常見缺陷分析

齊尚文 胡壯

（中建材（宜興）新能源有限公司 宜興 214200）

0 引言

隨著傳統(tǒng)化石能源的減少與污染的加重，光伏組件發(fā)展越來越快。而光伏玻璃作為光伏組件的重要配件，其質(zhì)量受到各生產(chǎn)廠家的關(guān)注。物理鋼化作為一種有效提高玻璃強度的方法，成為一種普遍的玻璃加工工藝。玻璃鋼化質(zhì)量的好壞將極大影響各工廠的利潤，因此研究光伏玻璃物理鋼化工藝具有非常重要的意義。

許偉光［1］研究了破片、碎片不均勻、上彎等缺陷產(chǎn)生的原因及解決辦法，李超［2］研究了玻璃炸裂、變形、自爆等缺陷產(chǎn)生的原因及解決辦法。但研究者們研究的均為3 mm及以上厚度的玻璃，3 mm以下厚度的物理鋼化玻璃未曾研究。本文針對2.5 mm厚度玻璃的鋼化常見缺陷進行研究，并提出相應(yīng)的解決辦法。

1 生產(chǎn)設(shè)備及測試方法

我司使用的鋼化爐為MT-G系列鋼化爐，玻璃為我司生產(chǎn)的厚度2.5 mm光伏壓延玻璃。彎曲度測試方法依據(jù)GB/T 17841—2008［3］。

2 常見缺陷

2.1 波形大

波形大的主要原因是加熱溫度過高。在玻璃加熱階段，玻璃會在擺動的轉(zhuǎn)向點處短暫的停留，如果溫度過高，玻璃會由于輥筒之間的間隔產(chǎn)生波形變形［2］，如圖1所示。

圖1 波形大［2］

玻璃波形大的原因有：①鋼化爐設(shè)置溫度過高；②鋼化加熱時間過長；③急冷段芳綸繩磨損、凸起、纏繞時重疊；④鋼化爐后端陶瓷輥不在同一水平線上；⑤鍍膜膜層偏厚；⑥原片波形大。

對應(yīng)的解決辦法為：①降低鋼化爐溫度；②縮短鋼化爐加熱時間；③更換急冷段芳綸繩；④陶瓷輥水平校準(zhǔn)；⑤通知鍍膜調(diào)整鍍膜膜層厚度；⑥更換原片。

2.2 翹頭

翹頭是指鋼化玻璃頭部邊角翹曲。翹頭形成的原理是玻璃被鋼化爐加熱至軟化狀態(tài)后，玻璃頭部在陶瓷輥間隙中受重力作用會略微往下彎曲，繼續(xù)前進時會撞到陶瓷輥或芳綸繩輥道。在鋼化工藝未調(diào)整時突然出現(xiàn)翹頭的原因有：①鍍膜膜層太厚；②急冷段芳綸繩輥道不水平；③鋼化爐后端陶瓷輥不水平；④加熱溫度高或加熱時間長。對應(yīng)的解決辦法為：①通知鍍膜調(diào)整鍍膜膜層厚度；②校準(zhǔn)或更換芳綸繩輥道；③校準(zhǔn)或更換陶瓷輥；④降低加熱溫度或者縮短加熱時間。

2.3 上彎、下彎

上彎是指鋼化后的玻璃有時會出現(xiàn)向上變形，形成凹面的情況，如果強壓凹面玻璃至平直狀，當(dāng)外部壓力釋放時，玻璃又會恢復(fù)其原始的形狀，如圖2所示。

圖2 玻璃上彎

加熱完成后進入鋼化階段的玻璃是平整的，如果玻璃上下表面的溫度相同，當(dāng)玻璃下表面冷卻的速率比玻璃上表面快時，下表面優(yōu)先固化，上表面則繼續(xù)收縮，那么就會導(dǎo)致玻璃出現(xiàn)上彎。

如果鋼化時冷卻速率是相同的，當(dāng)玻璃下表面的溫度低于上表面溫度時，下表面先固化，上表面繼續(xù)收縮，那么也會導(dǎo)致玻璃出現(xiàn)上彎［2］。

實際生產(chǎn)中上彎形成的原因有：①玻璃上部溫度比下部溫度高；②玻璃上部風(fēng)壓小于玻璃下部風(fēng)壓。對應(yīng)的解決辦法有：①降低下部溫度或者增加上部溫度；②增大上風(fēng)壓或降低下風(fēng)壓或者調(diào)整急冷段風(fēng)柵高度。理論上調(diào)整上彎是加大玻璃上部風(fēng)壓，即降低上風(fēng)柵高度，但實際生產(chǎn)過程中部分鋼化爐是增加上風(fēng)柵高度。原因可能是部分鋼化爐風(fēng)柵與玻璃距離太近后熱風(fēng)不能及時排走，冷卻效果降低。此外，相同玻璃上下表面粗糙度不同導(dǎo)致吸熱不同，因此，上下表面放置方向發(fā)生變化時，鋼化工藝也需調(diào)整。如我司生產(chǎn)的單絨壓花玻璃壓花面朝下時能夠正常生產(chǎn)，相同工藝壓花面朝上時下部會有白霧而且上彎。上彎的原因是玻璃在鋼化爐后端時壓花面表面積大于絨面表面積，使得壓花熱輻射傳熱強于絨面熱輻射，即在鋼化爐后端壓花面受到的熱輻射更多。

下彎的產(chǎn)生原因及解決辦法與之相反。

2.4 彈彎

大片玻璃完成鋼化后出現(xiàn)“鍋底”變形，在施加外部壓力時，玻璃或者向上或者向下凸起，并且當(dāng)外部壓力釋放時，玻璃會保持其新的形狀，如圖3所示［2］，生產(chǎn)上俗稱彈彎。原因是玻璃四周的加熱溫度比玻璃中間位置的加熱溫度高，在鋼化階段，玻璃中間溫度較低的部分會比玻璃四周固化速度快。當(dāng)玻璃四周仍然持續(xù)收縮時，就會迫使玻璃的中間位置要么向上凸起，要么向下凸起［2］。生產(chǎn)實際中的解決辦法為：①降低鋼化爐邊部溫度；②增加鋼化爐出爐速度；③降低風(fēng)柵高度。

圖3 玻璃彈彎

2.5 發(fā)軟

當(dāng)玻璃中間位置受熱溫度比四周受熱溫度高，也可能出現(xiàn)馬鞍形變形，產(chǎn)生馬鞍變形的原因是玻璃中間位置溫度高于玻璃四周溫度。在鋼化階段，當(dāng)玻璃的中間位置仍然持續(xù)收縮時，玻璃的四周會朝不同方向彎曲，從而形成馬鞍變形。如圖4所示。生產(chǎn)上俗稱玻璃發(fā)軟。實際生產(chǎn)中的解決辦法為：增加玻璃邊部溫度。

圖4 玻璃發(fā)軟

2.6 大小頭

大小頭是指玻璃頭部尺寸大于尾部尺寸。原因是玻璃出爐速度慢導(dǎo)致尾部溫度過高，解決辦法為：增加玻璃出爐速度。

2.7 S彎

S彎是指鋼化玻璃長邊局部S形彎曲，如圖5所示。

圖5 玻璃S彎

產(chǎn)生的原因是：①高壓段上下風(fēng)排未對齊；②原片S彎。對應(yīng)的解決辦法是：①對齊風(fēng)排；②更換原片。

2.8 在風(fēng)柵處破片

在風(fēng)柵處破片的原因有：①玻璃未達(dá)到可塑溫度，碎后玻璃塊度大，類似普通玻璃；②玻璃只是表面達(dá)到可塑溫度，內(nèi)層未燒透，在中壓段才炸裂，玻璃塊度小，類似鋼化玻璃；③玻璃加熱不均勻；④玻璃磨邊不充分或打孔有崩邊等。對應(yīng)的解決辦法為：①提高加熱溫度或延長加熱時間，使玻璃加熱至可塑狀態(tài)；②調(diào)整加熱溫度或時間，使玻璃熱透；③首先檢查繼電器是否損壞，若損壞更換繼電器，若無損壞更改加熱溫度；④通知磨邊或打孔調(diào)整。

3 結(jié)語

上彎、下彎、彈彎等光伏玻璃鋼化常見缺陷與工藝和設(shè)備息息相關(guān)，只要理解了各類缺陷形成的機理，就能找出其產(chǎn)生原因及對應(yīng)的解決措施，進而減少缺陷的產(chǎn)生。