一种降低多线切割断线率的方法及应用与流程

本发明属于单晶硅片多线切割领域，尤其涉及一种降低多线切割断线率的方法及应用。

背景技术：

光伏硅片的单晶硅片切割中，金刚线的与切割成本、切割效率有密切关系：钢线的线径与单位长度硅棒的出片数呈反比，即钢线线径越小则单位长度硅棒出片数越多，成本也越低；所以细线化的普遍应用是趋势，但在实际生产中，金刚线变细后所能承受的破断拉力也随之显著下降，易造成操作中和切割时断线，带来切割效率和切割品质下降。

目前现有的技术方案，如专利申请号为201910091376.0，申请日为2019-01-30，申请公布号为cn109808091a的专利；其通过增强持续切割阶段循环利用的金刚线的切割能力和金刚线强度，以调整切割工艺中的线速、切割张力、进线量、回线量、各不同切割深度阶段新线使用量以及与之匹配的工作台下降速度、浆液流量、温度控制等方法，使切割线弓与细线的切割强度匹配，从而降低了断线率。但此方案在实际使用过程中虽降低了断线率，但实际生产中断线的原因是各种因素综合导致的，现有技术方案针对“人机料法环”中“法”这一层面进行调整，对于其他方面没有涉及。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的在于提供一种降低金刚线在切割中的疲劳破坏，增强破断拉力的降低多线切割断线率的方法及应用。

技术方案：本发明的降低多线切割断线率的方法，包括以下步骤：

(1)用美纹胶带对折粘接在钢线表面以4-6n切割张力和0.05-0.1m/s的线速走线，数从线轮出发经三个滑轮进入导轮之前过程中胶带的翻转次数，记为线扭，然后再反向跑回线轮重新记数一次，两次测得的平均值记为当前线轮的线扭值；

(2)对另一边的线轮也按照步骤(1)的方法记录线轮的线扭值；

(3)对线扭值大于15圈的，进行调整，利用进入导轮的金刚线，使进入导轮的金刚线完全落在滑轮5的夹角中心，以此确定滑轮5的角度位置；

(4)使用激光准直仪以滑轮5为基准来调整滑轮4，同样使滑轮5上平面切线与滑轮4上平面切线重合；

(5)将滑轮3和滑轮4拉近，使用平板三角尺测两个滑轮表面是否位于同一平面，调整滑轮3的位置和倾斜程度，使滑轮3上面切线与滑轮4下平面切线位于同一直线；

(6)观察线轮1出来的线若正好位于滑轮1侧面夹角中心，则调整成功；若有偏斜则重复上述步骤继续调整。

进一步地，步骤(1)中，所述美纹胶带的尺寸为8*15-10*20mm。

进一步地，步骤(1)中，所述切割张力为5n，所述走线线速为0.1m/s。

进一步地，步骤(1)中，所述线轮包括新线轮和旧线轮。

本发明的一种降低多线切割断线率方法的应用，所述降低多线切割断线率方法可以应用于dmb改造机和专用切割设备上。

进一步地，应用于dmb改造机上时，控制在12圈以内，可以得到最佳效果；应用于专用切割设备上时，控制在8圈以内，可以得到最佳效果。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：本发明通过对满足基本切割要求的设备，测其线扭并调整使其达到标准，从而降低金刚线在切割中的疲劳破坏，增强破断拉力，达到降低断线率的目的；弥补了同期技术方案的空白。通过此方案的实行，实测对比切割后的旧线破断拉力提升8.25％，断线率下降0.23％。

附图说明

图1为本发明多线切割的整体示意图；

图2为本发明金刚线在两滑轮中的受力分析图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

本技术：
人针对切割设备方面，发现一种影响断线的关键因素，并命名为线扭，并针对此因素给出实际操作种简单可行的测量方面和调整方法，其可以减少钢线在切割中受到的不必要的作用力，增强金钢线尤其多次循环利用金钢线的破断拉力，最终达到降低断线率的目的。同时本发明结合实际生产中的dmb改造机和专用切割设备两种主流机型给出控制标准。

本发明的是通过如下四个方面来实现目的的：

1.发现问题：对更换下来的旧滑轮进行观察，发现断线偏高的机台其滑轮磨损出现斜磨和偏磨现象，分析发现其与断线有明显的相关性。

2.测量方面：根据钢线的受力特征，用美纹胶带粘贴在钢线，用美纹胶带旋转的次数来表征此关键因素的严重程度，并命名为线扭。

3.调整方法：通过利用激光准直仪和平板三角尺来使两滑轮处于同一平面上，达到降低线扭的目的。

4.控制标准：结合实际生产数据，dmb改造机控制在12圈以内，而专用切割设备控制在8圈以内，可以得到最佳效果。

为便于理解，需要说明的是，后文中提到的线扭：是在加以一定张力的状态下，钢线运动过程扭转的次数；执行的规定是10*20mm普通美纹胶带对折粘接在钢线表面以5n切割张力和0.1m/s的线速走线，数其从线匝到切割室测力轮的过程中胶带的翻转次数，记为线扭。每翻转一周记为一次。此处需要注意的是，可能不是持续的同一方向旋转，若发生与之前相反方向旋转，不能相互抵消，只要累计旋转一周也记为一次。

对设备影响断线的原因分析，发现断线率偏高的机台，存在滑轮偏磨和斜磨的现象，说明金刚线与磨轮存在相对摩擦，如图2中受力图中所示：若滑轮给予的阻力除垂直金刚线方向的支撑力，还有另一阻力f滑，其与金刚线前进方向的力将行成一合力f合，此合力与钢线前进方向行成一定夹角，会导致金刚线在两滑轮间翻滚着前进。而金刚线切割为高速(≥35m/s时)往复切割，更加剧了这一现象，对此现象用线扭来表征。

根据目前的钢线切割张力，对线扭的测试方法明确为：用10*20mm普通美纹胶带对折粘接在钢线表面以5n切割张力和0.1m/s的线速走线，从线轮(新线轮或者旧线轮)出发经三个滑轮到达即将进入导轮之前，此过程的胶带翻转次数，然后再反向跑回线轮重新基数一次。两次测得的平均值记为当前线轮的线扭值。

其次另外一边线轮也按照此方法进行测试。

经过相关性分析y为断线率，x为线扭：y与x均为计量型数据，采用回归分析，可得回归方程y＝-0.05466+0.010008x-0.000006x²，其r-sq＝84.6％说明y与x存在显著相关。

对线扭较大的，如图1其调整步骤如下：第一步利用进入导轮的金刚线，使进入导轮的金刚线完全落在滑轮5的夹角中心，以此确定滑轮5的角度位置；第二步使用激光准直仪以滑轮5为基准来调整滑轮4，同样使滑轮5上平面切线与滑轮4上平面切线重合；第三步将滑轮3和滑轮4拉近，使用平板三角尺测两个滑轮表面是否位于同一平面，调整滑轮3的位置和倾斜程度，使滑轮3上面切线与滑轮4下平面切线位于同一直线；第四步观察线轮1出来的线若正好位于滑轮1侧面夹角中心，则调整成功；若有偏斜则重复上述步骤继续调整。

根据实际生产中测试各机台的线扭分布，经调整后线扭达标率可达到90％以上，断线率可下降0.23％。

技术特征：

1.一种降低多线切割断线率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)用美纹胶带对折粘接在钢线表面以4-6n切割张力和0.05-0.1m/s的线速走线，数从线轮出发经三个滑轮进入导轮之前过程中胶带的翻转次数，记为线扭，然后再反向跑回线轮重新记数一次，两次测得的平均值记为当前线轮的线扭值；

(2)对另一边的线轮也按照步骤(1)的方法记录线轮的线扭值；

(3)对线扭值大于15的，进行调整，利用进入导轮的金刚线，使进入导轮的金刚线完全落在滑轮5的夹角中心，以此确定滑轮5的角度位置；

(4)使用激光准直仪以滑轮5为基准来调整滑轮4，同样使滑轮5上平面切线与滑轮4上平面切线重合；

(5)将滑轮3和滑轮4拉近，使用平板三角尺测两个滑轮表面是否位于同一平面，调整滑轮3的位置和倾斜程度，使滑轮3上面切线与滑轮4下平面切线位于同一直线；

(6)观察线轮1出来的线若正好位于滑轮1侧面夹角中心，则调整成功；若有偏斜则重复上述步骤继续调整。

2.根据权利要求1所述的降低多线切割断线率的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述美纹胶带的尺寸为8*15-10*20mm。

3.根据权利要求1所述的降低多线切割断线率的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述切割张力为5n，所述走线线速为0.1m/s。

4.根据权利要求1所述的降低多线切割断线率的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述线轮包括新线轮和旧线轮。

5.一种权利要求1所述的降低多线切割断线率方法的应用，其特征在于，所述降低多线切割断线率方法可以应用于dmb改造机和专用切割设备上。

6.根据权利要求5所述的降低多线切割断线率方法的应用，其特征在于，应用于dmb改造机上时，控制在12圈以内，可以得到最佳效果；应用于专用切割设备上时，控制在8圈以内，可以得到最佳效果。

技术总结
本发明公开了一种降低多线切割断线率的方法，包括以下步骤：根据目前的钢线切割张力，确定线轮的线扭，对线扭较大的进行调整，首先利用进入导轮的金刚线，使进入导轮的金刚线完全落在滑轮5的夹角中心，以此确定滑轮5的角度位置；其次使用激光准直仪以滑轮5为基准来调整滑轮4，同样使滑轮5上平面切线与滑轮4上平面切线重合；将滑轮3和滑轮4拉近，使用平板三角尺测两个滑轮表面是否位于同一平面，调整滑轮3的位置和倾斜程度，使滑轮3上面切线与滑轮4下平面切线位于同一直线；最后观察线轮1出来的线若正好位于滑轮1侧面夹角中心，则调整成功；若有偏斜则重复上述步骤继续调整。本发明能降低金刚线在切割中的疲劳破坏，增强破断拉力。

技术研发人员：刘维博;陈益冬;胡玉辉
受保护的技术使用者：苏州协鑫光伏科技有限公司
技术研发日：2021.05.20
技术公布日：2021.08.03