专利名称：一种真空玻璃封接方法及其产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种真空玻璃的封接方法及其产品。
背景技术：
由多片玻璃板复合而成的真空玻璃以其优良的隔音、隔热、保温性能受到人们的重视，也成为人们竞相研究的课题。早先，人们曾经利用各种塑料或树脂材料对玻璃板边缘进行封接，来制作真空玻璃。如，有专利文献提到用PC、ABS、LDPE、PVC等有机玻璃作为封接材料，还有的专利文献中采用PVB、EVA(EN)等夹层玻璃的材料，其加工方法都是把上述材料置于两片玻璃板之间后与玻璃板一起制成预制件，然后将预制件置于适当的条件下进行压合，实现对玻璃板边缘的封接。这种工艺类似于制作夹层玻璃的工艺，虽然可以实现玻璃板之间的复合封接，但大多数塑料和树脂材料自身的气体渗透率和透湿度都远远大于玻璃，而且，大多数有机材料与玻璃板表面只是物理粘合，很难保证结合部不渗漏，一旦出现气体(包括水汽)的渗入， 将直接导致封接强度减弱、夹层内结露、玻璃霉变。另外，随着时间的推移，有机材料的老化问题也直接影响到真空玻璃的使用寿命。因此，上述方法已经逐渐淡出真空玻璃的制作。后来，人们又发明了用低熔点玻璃料作为封接材料来制作真空玻璃，即首先将低熔点玻璃料放置在相邻两片玻璃板边缘待封接处，然后通过火焰或电热使低熔点玻璃料熔化而将两片玻璃板边缘处气密连接。因该工艺采用的低熔点玻璃料通常为铅锌系 (PbO-ZnO)玻璃料，其中的铅金属会危害环境和人体健康，因而，长期使用存在环保风险； 另外，这种工艺封接时的加热温度一般在400°C 500°C左右，利用这种工艺封接后的玻璃板会产生边缘热应力，还需要进行适当的退火处理，结果大大降低了生产效率、提高了加工成本。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种工艺简便、封接可靠、牢固的真空玻璃封接方法。本发明同时还提供一种按照本发明封接方法加工的真空玻璃产品。为了达到上述目的，本发明真空玻璃封接方法具体为1)在玻璃板边缘待封接表面制备与玻璃板固结在一起的金属层，该金属层由金属箔制成，并通过超声波焊接焊固在玻璃板表面上；2)采用金属钎焊工艺，直接将待封接的两片玻璃板上相互对应的金属层相互气密焊接连接，实现对两片玻璃板边缘的气密封接；或者，通过在待封接的两片玻璃板的金属层之间气密焊接连接金属封接片，实现对两片玻璃板边缘的气密封接。当采用金属钎焊工艺焊接连接两片玻璃板上的所述金属化层时，首先，在两片玻璃板上相对应的金属化层之间放置钎料金属箔，或在至少其中之一金属化层表面预镀钎料金属，然后，再按照金属钎焊工艺完成后续焊接。进一步，所述钎料金属箔和所述钎料金属的材料为锡合金钎料。
进一步，所述金属钎焊工艺在惰性气体保护下进行，或在H2气或N2气环境中进行， 或在真空环境下进行。进一步，所述金属钎焊工艺的钎焊温度彡350°C。当利用金属封接片对两片玻璃板的边缘进行气密封接时，金属封接片既可以由一片金属片构成，也可以由两片金属片构成。进一步，所述金属封接片由两片金属片构成，在对两片玻璃板边缘进行气密封接时，所述两片金属片首先通过金属钎焊工艺，择一地与待封接的两片玻璃板上的所述金属层气密焊接连接，然后再通过将两片金属片之间气密焊接连接，来实现对两片玻璃板边缘的气密封接。进一步，所述两片金属片被各自引出所连接的玻璃板后，通过金属钎焊工艺或超声波焊接工艺或熔化焊工艺相互气密焊接连接。进一步，所述两片金属片从所封接的两片玻璃板之间引出，该两片金属片分别与所封接的两片玻璃板内表面上的所述金属层气密焊接连接。进一步，所述两片金属片其中之一从所封接的两片玻璃板之间引出，并与其中一片玻璃板内表面上的所述金属层气密焊接连接，另一个金属片与另一片玻璃板外表面上的所述金属层气密焊接连接。进一步，所述两片金属片分别与所封接的两片玻璃板外表面上的所述金属层气密焊接连接。进一步，所述金属层被制备在所述待封接玻璃板的边沿上；所述金属封接片由一片金属片构成，该金属片通过金属钎焊工艺分别与所述待封接的两片玻璃板上的所述金属层气密焊接连接。进一步，所述金属封接片由一个断面为U形的金属片构成，该U形金属片两侧边分别与待封接的两片玻璃板上的所述金属层气密焊接连接。进一步，所述U形金属片位于所封接的两片玻璃板之间，其侧边通过金属钎焊工艺与所述金属层气密焊接连接。进一步，所述U形金属片两侧边位于所封接的两片玻璃板之间，并通过金属钎焊工艺与所述金属层气密焊接连接，金属片上U形断面底部部分伸出到两片玻璃板之外。进一步，所述U形金属片的其中一个侧边位于所封接的两片玻璃板之间，并通过金属钎焊工艺或超声波焊接工艺与其中一片玻璃板内表面上的所述金属层气密焊接连接， 金属片的另一个侧边绕过另一片玻璃板的边沿后，通过金属钎焊工艺或超声波焊接工艺与该玻璃板外表面上的所述金属层气密焊接连接。进一步，所述U形金属片包覆所封接的两片玻璃板的边沿，其两侧边通过金属钎焊工艺或超声波焊接工艺分别与两片玻璃板外表面上的所述金属层气密焊接连接。一种真空玻璃，包括相互复合的两片或多片玻璃板，该真空玻璃周边按上述封接方法进行封接。本发明利用超声波焊接工艺在玻璃板表面设置金属层，并以该金属层为基础，采用焊接工艺对两片玻璃板边缘进行气密封接，为制作真空玻璃提供了一种新的技术途径。 利用本发明方法制作的真空玻璃，不仅具有封接部位连接牢固、气密性高、耐热冲击性好等优点，而且，由金属封接片构成的封接结构，能够很好地适应真空玻璃中内外层玻璃板因温差而产生的温度变形，为真空玻璃的安全使用提供了技术保障。
图1为本发明表面制备有金属层的玻璃板的示意图；图2为本发明真空玻璃实施例1结构示意图；图3为本发明实施例2结构示意图；图4为本发明实施例3结构示意图；图5为图4中金属封接片7的结构示意图；图6为本发明实施例4结构示意图；图7为本发明实施例5结构示意图；图8为本发明实施例6结构示意图；图9为本发明实施例7结构示意图；图10为本发明实施例8结构示意图；图11为本发明实施例9结构示意图；图12为本发明实施例10结构示意图；图13为本发明实施例11结构示意图；图14为本发明实施例12结构示意图；图15为本发明实施例13结构示意图；图16为本发明实施例14结构示意图。图中1为玻璃板上制备的金属层，2为上片玻璃板，3为下片玻璃板，4为中间支撑物，5为两片玻璃板之间的真空空间，6为中间层玻璃板，7为金属封接片，7-1为断面为U形的金属封接片的上侧边，7-2为断面为U形的金属封接片的下侧边，7a为上片金属片，7b为下片金属片。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明。按照本发明封接方法制作真空玻璃时，首先，在玻璃板边缘待封接表面制备与玻璃板固结在一起的金属层，该金属层由金属箔制成，并通过超声波焊接焊固在玻璃板表面上，所制备的金属层ι如图ι中所示；然后，将待封接的两片玻璃板2、3按图2所示状态进行复合，并在两片玻璃板2、3上相互对应的两个金属层1之间设置金属钎焊焊料；最后，采用金属钎焊工艺，直接将两片玻璃板上相互对应的金属层1相互气密焊接连接，实现对两片玻璃板边缘的气密封接。图2中4为设置在两片玻璃板2、3之间的中间支撑物，5为封接后两片玻璃板2、3 之间形成的真空空间。在两片玻璃板上相对应的金属层1之间设置金属钎焊焊料，可以采取放置钎料金属箔的方式进行，也可以在至少其中之一的金属层1的表面预镀钎料金属，然后，再按照金属钎焊工艺完成后续焊接。所选用的钎料金属箔和所预镀的钎料金属的材料可以是锡合金钎料。上述钎焊焊接过程可以在惰性气体保护下进行，或在H2气或N2气环境中进行，还
6可以在真空环境下进行，这样有助于提高钎焊焊接质量。因两片玻璃板上的金属层1通过金属钎焊工艺相互焊接连接，自然，构成金属层的金属材料应选用适于钎焊焊接的金属材料。为了避免焊接过程对玻璃板的性能造成影响，应控制金属钎焊工艺的钎焊温度彡 350"C。金属钎焊工艺可以采用感应加热、激光加热、微波加热等各种适当的加热方式。图2所示为由两片玻璃板复合而成的真空玻璃，按照上述本发明封接方法，还可加工图3中所示的由3片和3片以上玻璃板复合而成的真空玻璃，与图2中的真空玻璃所不同的是，图3所示的真空玻璃中，位于中间层的玻璃板6的上下两侧表面均需制备金属层 1，以便分别与上下方玻璃板上的金属层1焊接连接。本发明封接方法中，在完成玻璃板表面金属层1的制备后，除了采用金属钎焊工艺直接焊接连接两片玻璃板上的金属层1对两片玻璃板边缘进行封接之外，还可以采用金属钎焊工艺在待封接的两片玻璃板的金属层1之间气密焊接连接金属封接片，实现对两片玻璃板边缘的气密封接，并且，所述的金属封接片可以由一片金属片构成，也可以由两片金属片构成。当金属封接片由一片金属片构成时，该金属片可以是断面为U形的金属片。下面以图4中实施例3为例，对利用断面为U形的金属片对两片玻璃板边缘进行封接的封接方法进行说明。首先，如上面所述，通过超声波焊接工艺在玻璃板边缘待封接表面制备如图1所示的金属层1 ；然后，将上下两片玻璃板2、3按图4所示状态进行复合，在两片玻璃板的金属层1之间设置如图5所示断面为U形的金属片7，使金属片7的两个侧边7-1、7-2分别与上下两片玻璃板上的金属层1相对，并在金属片侧边7-1、7-2与金属层1之间设置钎焊料； 最后，利用金属钎焊工艺将金属片7两侧边7-1、7-2与各自对应的金属层1气密焊接连接， 完成对两片玻璃板2、3边缘的气密封接。因金属片7与金属层1钎焊连接，故断面为U形的金属片7也应由适于钎焊焊接的金属制成。图6所示为本发明实施例4，在该实施例中，断面为U形的金属片7两侧边7-1、 7-2位于所封接的上下两片玻璃板之间，并通过金属钎焊工艺与金属层1气密焊接连接，金属片7上U形断面底部部分伸出到两片玻璃板外。与图4中的实施例3相比，该实施方式中的金属片7具有更大的变形裕度，可适应两片玻璃板相对出现的更大的温度变形。在图7所示的实施例5中，断面为U形的金属片7包覆所封接的上下两片玻璃板 2、3的边沿，金属片7的两个侧边7-1、7-2分别与两片玻璃板2、3外表面上的金属层1气密焊接连接。图8所示的实施例6中，断面为U形的金属片7的其中一个侧边位于所封接的两片玻璃板之间，并与其中下片玻璃板内表面上的金属层1气密焊接连接，金属片7的另一个侧边绕过上片玻璃板的边沿后与上片玻璃板外表面上的金属层1气密焊接连接。需要指出的是，在制作图7和图8所示的真空玻璃时，金属片7两侧边与金属层1 之间既可以通过金属钎焊工艺相互气密焊接连接，也可以通过超声波焊接工艺相互气密焊接连接。
上述图4-图8所示实施例中的真空玻璃均由两片玻璃板复合而成，利用断面为U 形的金属片7作为金属封接片，也可制作包含3片和3片以上玻璃板的真空玻璃。在图9所示的实施例7中，真空玻璃由3片玻璃板复合而成，与两片玻璃板复合的真空玻璃所不同的是，位于中间的玻璃板6的两侧表面上均要制备金属层1，以便通过断面为U形的金属片7分别与其上方和下方的两片玻璃板进行气密封接。如图10所示为本发明实施例8，该实施例中的金属封接片由两片金属片构成时， 其封接步骤如下首先，如前所述，通过超声波焊接工艺在玻璃板边缘待封接表面制备图1所示的与玻璃板固结在一起的金属层1 ；然后，采用金属钎焊工艺将上下两片金属片7a、7b分别与上下两片玻璃板2、3上的金属层1气密焊接连接，并将金属片引出到其所连接的玻璃板之外；最后，将两片玻璃板2、3按图10所示状态进行复合，并将两片金属片7a、7b上伸出到两片玻璃板之外的部分相互气密焊接连接，实现对两片玻璃板2、3边缘的气密封接。对于两片金属片7a、7b上伸出到玻璃板之外部分之间的连接，可采用金属钎焊工艺或超声波焊接工艺或熔化焊工艺将二者相互气密焊接连接。图11所示为本发明实施例9，与实施例8相比，实施例9中的金属片7b从两片玻璃板2、3之间引出，并与玻璃板3内表面上的金属层1气密焊接连接，金属片7a与玻璃板 2外表面上的金属层1气密焊接连接。图12所示为本发明实施例10，在该实施例中，两片金属片7a、7b分别与两片玻璃板2、3外表面上的金属层1气密焊接连接。图13所示为本发明实施例11，该实施例中的真空玻璃由3片玻璃板复合而成，如前所述，位于中间的玻璃板6的上下表面均要制备金属层1，以便通过金属片7a、7b分别与其上方和下方的两片玻璃板进行气密封接。图14所示为本发明实施例12，作为本发明的一种特殊实施方式，在该实施例中， 金属层1制备在玻璃板2、3的边沿上，并且两片玻璃板2、3的边缘通过一片金属封接片6 进行封接，金属封接片6通过金属钎焊工艺分别与两片玻璃板边沿上的金属层1气密焊接连接。为了使金属封接片6能够适应内外层玻璃板边沿因温差而相对出现较大的伸缩变形，如图15中实施例13所示，可以在实施例12中的金属封接片6的中间部位设置弧形连接段。图14、图15所示实施例结构简单，操作方便，尤其适合玻璃板厚度较大时采用。由于本发明封接方法不论是前期在玻璃板表面制备金属层，还是后期的焊接工艺，都将玻璃板受热范围控制在其边缘待封接部位，并且玻璃板受热时间很短，对玻璃板的性能影响很小，因此，本发明封接方法可直接利用钢化玻璃板来制作钢化真空玻璃，而不会影响钢化玻璃板的钢化特性。同理，利用本发明封接方法加工图16所示曲面真空玻璃时，不会对曲面玻璃板的形状造成影响，从而大大简化曲面真空玻璃的加工工艺，提高加工效率。上述示例只是用于说明本发明，本发明的实施方式并不限于这些示例，本领域技术人员所做出的符合本发明思想的各种具体实施方式
都在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种真空玻璃封接方法，其特征在于，该封接方法具体为1)在玻璃板边缘待封接表面制备与玻璃板固结在一起的金属层，该金属层由金属箔制成，并通过超声波焊接焊固在玻璃板表面上；2)采用金属钎焊工艺，直接将待封接的两片玻璃板上相互对应的金属层相互气密焊接连接，实现对两片玻璃板边缘的气密封接；或者，通过在待封接的两片玻璃板的金属层之间气密焊接连接金属封接片，实现对两片玻璃板边缘的气密封接。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属封接片由两片金属片构成，在对两片玻璃板边缘进行气密封接时，所述两片金属片首先通过金属钎焊工艺，择一地与待封接的两片玻璃板上的所述金属层气密焊接连接，然后再通过将两片金属片之间气密焊接连接，来实现对两片玻璃板边缘的气密封接。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述两片金属片被各自引出所连接的玻璃板后，通过金属钎焊工艺或超声波焊接工艺或熔化焊工艺相互气密焊接连接。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述两片金属片从所封接的两片玻璃板之间引出，该两片金属片分别与所封接的两片玻璃板内表面上的所述金属层气密焊接连接。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述两片金属片其中之一从所封接的两片玻璃板之间引出，并与其中一片玻璃板内表面上的所述金属层气密焊接连接，另一个金属片与另一片玻璃板外表面上的所述金属层气密焊接连接。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述两片金属片分别与所封接的两片玻璃板外表面上的所述金属层气密焊接连接。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属层被制备在所述待封接玻璃板的边沿上；所述金属封接片由一片金属片构成，该金属片通过金属钎焊工艺分别与所述待封接的两片玻璃板上的所述金属层气密焊接连接，实现对两片玻璃板边缘的气密封接。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述金属片上分别与所述待封接的两片玻璃板上的所述金属层气密焊接连接的两部分之间还设置有弧形连接段。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属封接片由一个断面为U形的金属片构成，该U形金属片两侧边分别与待封接的两片玻璃板上的所述金属层气密焊接连接。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述U形金属片位于所封接的两片玻璃板之间，其侧边通过金属钎焊工艺与所述金属层气密焊接连接。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述U形金属片两侧边位于所封接的两片玻璃板之间，并通过金属钎焊工艺与所述金属层气密焊接连接，金属片上U形断面底部部分伸出到两片玻璃板之外。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述U形金属片的其中一个侧边位于所封接的两片玻璃板之间，并通过金属钎焊工艺或超声波焊接工艺与其中一片玻璃板内表面上的所述金属层气密焊接连接，金属片的另一个侧边绕过另一片玻璃板的边沿后，通过金属钎焊工艺或超声波焊接工艺与该玻璃板外表面上的所述金属层气密焊接连接。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述U形金属片包覆所封接的两片玻璃板的边沿，其两侧边通过金属钎焊工艺或超声波焊接工艺分别与两片玻璃板外表面上的所述金属层气密焊接连接。
14.如权利要求1-13任一所述的方法，其特征在于，在进行所述金属钎焊工艺时，首先，在待相互焊接的两个所述金属层之间或所述金属层与所述金属片之间或两个所述金属片之间，放置钎料金属箔，或在至少其中之一金属层或金属片表面预镀钎料金属，然后，再按照金属钎焊工艺完成后续焊接。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述钎料金属箔和所述钎料金属的材料为锡合金钎料。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述金属钎焊工艺在惰性气体保护下进行，或在H2气或N2气环境中进行，或在真空环境下进行。
17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述金属钎焊工艺的焊接温度<350°C。
18.一种真空玻璃，包括相互复合的两片或多片玻璃板，其特征在于，该真空玻璃周边按权利要求1-17任一所述方法进行封接。
19.一种钢化真空玻璃，该钢化真空玻璃直接由两片或多片钢化玻璃板复合而成，其特征在于，该钢化真空玻璃周边按权利要求1-17任一所述方法进行封接。
20.一种曲面真空玻璃，包括相互复合的两片或多片曲面玻璃板，其特征在于，该曲面真空玻璃周边按权利要求1-17任一所述方法进行封接。
全文摘要
本发明公开了一种真空玻璃封接方法，该方法首先通过超声波焊接工艺在玻璃板表面制备与玻璃板固结在一起的金属层；然后，采用金属钎焊工艺对两片玻璃板边缘进行气密封接，或者，通过在待封接的两片玻璃板的金属层之间气密焊接连接金属封接片，实现对两片玻璃板边缘的气密封接。本发明利用超声波焊接工艺在玻璃板表面设置金属层，并以该金属层为基础，采用焊接工艺对两片玻璃板边缘进行气密封接，为制作真空玻璃提供了一种新的技术途径。利用本发明方法制作的钢化真空玻璃，不仅具有封接部位连接牢固、气密性高、耐热冲击性好等优点，而且，由金属封接片构成的封接结构，能够很好地适应真空玻璃中内外层玻璃板因温差而产生的温度变形，为真空玻璃的安全使用提供了技术保障。
文档编号C03C27/08GK102452801SQ20101053061
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者李彦兵, 王章生 申请人:洛阳兰迪玻璃机器股份有限公司