一种真空玻璃封接装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种真空玻璃封接装置包括：用于容纳待封接的真空玻璃的腔体包括：底板、环形侧壁、盖板；环形侧壁下端坐落在底板上，并与底板气密相接，盖板气密封盖在环形侧壁顶端；加热装置，用于从腔体外部对待封接真空玻璃的待封接部位进行加热；隔板，所述隔板设置在所述腔体内，其边部与所述底板或环形侧壁气密连接，将所述腔体分隔成第一腔体和第二腔体两个空间，其中，所述第一腔体位于盖板与隔板之间，用于容纳所述真空玻璃，所述第一腔体还设有用于为其抽取真空的抽气口。本实用新型提供一种真空玻璃封接装置，所获得的真空玻璃的封接结构应力较小，封接结构抗温差冲击能力强。
【专利说明】
一种真空玻璃封接装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种用于封接真空玻璃的装置，属于玻璃加工领域。【背景技术】
[0002]早先，本
【申请人】在申请号为201110186356.5的中国实用新型专利中提出了一种真空玻璃的封接装置，实现了制作钢化真空玻璃时的对真空玻璃边缘的金属钎焊封接。随着研究的不断深入，本
【申请人】发现:因工艺要求，该装置中采用的是局部感应加热，真空玻璃的待封接区域在很短时间(3?5秒)内被迅速加热至金属钎焊料融化的温度(200°C至280 °C )。由于焊料迅速加热，焊接区玻璃表面，其热冲击超过了钢化玻璃的耐热温差冲击强度 110°C，焊接区表层玻璃热膨胀产生的应力与钢化玻璃的表面压应力叠加，导致表层玻璃与基体玻璃之间产生微裂纹，这样的真空玻璃在后期使用过程中，由于表层玻璃承受交变应力的作用，会使微裂纹逐渐扩展，造成真空玻璃慢性渗气，最终真空失效而报废。真空玻璃不预热直接焊接，热冲击强度大，在焊台曝大气后短时间内，表层玻璃脱离基板的现象频繁出现。【实用新型内容】
[0003]为了解决上述现有技术中真空玻璃封接所存在的问题，本实用新型提供一种真空玻璃封接装置;该装置通过对封装前的玻璃板及封装材料进行加热和保温，降低封装过程中封接区域与真空玻璃的其他区域的温差，封接后，真空玻璃的封接结构的耐候性和耐久性强，延长真空玻璃的使用寿命。
[0004]为了解决上述问题，本实用新型所提供的技术方案为:
[0005]—种真空玻璃封接装置，其包括:
[0006]用于容纳待封接真空玻璃的腔体，其包括:底板、环形侧壁、盖板;所述环形侧壁下端坐落在底板上，并与底板气密相接，盖板为耐热的柔性板或弹性板，其气密封盖在环形侧壁顶端；
[0007]加热装置，用于从所述腔体外部对待封接真空玻璃的待封接部位进行加热，通过金属钎焊工艺，完成对待封接部位的气密封接；
[0008]隔板，所述隔板为耐热的柔性板或弹性板，所述隔板设置在所述腔体内，其边部与所述底板或环形侧壁气密连接，将所述腔体分隔成第一腔体和第二腔体两个空间，其中，所述第一腔体位于盖板与隔板之间，用于容纳所述真空玻璃，所述第一腔体还设有用于为其抽取真空的抽气口；所述第二腔体位于所述底板与隔板之间，所述底板上设置有与大气连通的若干气孔，通过调整所述第一腔体内的气体压力来控制所述盖板与隔板的工作状态， 由上、下两侧对所述真空玻璃施加压力。
[0009]进一步，还包括预热装置，用于在封接前将待封接真空玻璃预热到设定温度。[〇〇1〇]进一步，所述预热装置包括设置在所述待封接真空玻璃上方的第一加热元件和设置在所述待封接真空玻璃下方的第二加热元件。
[0011]进一步，所述第一加热元件设置在所述盖板上，并位于所述腔体外侧。
[0012]进一步，所述盖板和隔板为氟橡胶板。
[0013]进一步，所述隔板与所述底板之间设置有垫板，所述隔板压靠在所述垫板上，所述垫板上设置由与所述气孔对应设置的若干通孔。
[0014]进一步，所述第二加热元件设置在所述垫板或隔板上。
[0015]进一步，所述加热装置包括用于为所述待封接真空玻璃加热的加热件、用于携带所述加热件移动的运动机构、用于控制运动机构运动和加热件加热温度的控制装置;在控制装置的控制下，运动机构携带加热件在设定路径上运动对待封接真空玻璃的待封接部位进行封接。
[0016]进一步，所述加热件为感应加热装置或微波加热装置。
[0017]进一步，所述加热件为激光加热装置，所述盖板由透明材料制成。
[0018]本实用新型提供一种真空玻璃封接装置，通过盖板和隔板从上、下两面向待封接的真空玻璃施加压力，可以避免单面施压引起的玻璃板变形，尤其引起钢化玻璃板变形，降低焊接应力；通过使用预热装置在焊接前对待封接的真空玻璃进行预热并保温，使真空玻璃的温度达到70°C-150°C或焊料熔点以下30°C-100°C，然后再对其进行封接。经过预热处理后所获得的真空玻璃的封接结构应力较小，封接结构抗温差冲击能力强。例如，封接前， 将待封接的真空玻璃预热到80°C，封接后的真空玻璃空腔耐受100°C温差冲击频次平均值为210次，而不经预热，封接后的真空玻璃空腔耐受10(TC温差冲击频次平均值为110次。本实用新型中的真空玻璃封接装置通过在焊接前，预热待封接的真空玻璃，并通过钎焊的方式将在两相邻玻璃板的金属化层焊接在一起形成气密封装结构的方法封装真空玻璃，使用该封接装置得到的真空玻璃的封接应力小，具有良好的耐久性和耐候性。【附图说明】
[0019]图1为本实用新型所涉及的真空玻璃结构示意图；
[0020]图2为本实用新型一种真空玻璃封接装置结构示意图；
[0021]图3为本实用新型一种真空玻璃封接装置去掉盖板后的俯视图。【具体实施方式】
[0022]以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[0023]如图1所示，本实用新型所涉及的真空玻璃结构为至少包括两块玻璃板:上玻璃板 la和下玻璃板lb，设置在上玻璃板la和下玻璃板lb之间、并位于预定的封接区域lc的封接结构Id;必要时，在两块玻璃板la、lb之间还设置有中间支撑物。其封接方式为:上玻璃板la 和下玻璃板lb合片后，通过钎焊等方式将上玻璃板la和下玻璃板lb封接起来，即通过局部加热方式将设置在封接区域lc的焊料加热熔化在封接区域lc形成封接结构ld，将两块玻璃板封接起来。
[0024]如图2所示，本实用新型中的真空玻璃封接装置包括:腔体，加热装置2和预热装置。
[0025]其中，腔体用于容纳待封接的真空玻璃1，并为真空玻璃1在封接期间提供预设的焊接环境。腔体为由盖板4、环形侧壁5和底板6围成的气密空间。环形侧壁5下端坐落在底板 6上，并与底板6气密相接。盖板4气密封盖在环形侧壁5的上端。腔体上还设置有用于为腔体内抽真空的抽气口9。其中，优选的，盖板4为耐热弹性板或柔性板，例如，氟橡胶板等。当使用真空装置12通过抽气口 9对腔体内抽取真空时，随着腔体内气压降低，在腔体内外气压差的作用下，盖板4将逐渐压紧真空玻璃1，为真空玻璃1提供预应力。
[0026]如图2所示，优选的，腔体内还设置有隔板7,隔板7将腔体分隔成第一腔体10a和第二腔体l〇b两个气密空间。第一腔体10a位于盖板4与隔板7之间，用于容纳待封接的真空玻璃1，此时，抽气口 9用于为第一腔体10a抽取真空。第二腔体10b位于底板6与隔板7之间，并设置有与外部大气连通的若干气孔6a。隔板7通常为耐热的弹性板或柔性板，例如，氟橡胶板等。如图1、2中所示，隔板7可通过边部与底板6气密固定来分隔腔体，此时，各气孔6a均设置在底板6被隔板7覆盖的部分内。另外，隔板7也可以通过边部与环形侧壁5气密固定分割腔体，在这种情况下，各气孔6a可设置在整个底板6上或侧壁5上。为了方便设置待封接的真空玻璃1，在第二腔体l〇b内还设置有垫板8，垫板8固定设置在底板6上，优选的，垫板8上还设置有若干通孔8a，各通孔8a的设置位置与其覆盖的底板6部分上的气孔6a相配。
[0027]当第一腔体10a与第二腔体10b均保持大气压状态时，真空玻璃1设置在隔板7上， 并压靠在垫板8上。此时，由于第一腔体10a与外界和第二腔体10b中气压相等，盖板4与真空玻璃1不接触，或仅接触但对其并不施加压力。隔板7仅与真空玻璃1接触，并不对其施加压力。当第一腔体l〇a开始抽真空，随着第一腔体10a中的气压逐渐减小，盖板4在外界与第一腔体l〇a的压力差作用下，通过自身变形压靠在真空玻璃1上，对其施加压力。而隔板7也在第一腔体l〇a与第二腔体10b之间的气压差的作用下，通过自身变形压靠在真空玻璃1上，对真空玻璃1施加压力。盖板4和隔板7将真空玻璃1压夹在中间。
[0028]加热装置2,用于从腔体外部对待封接真空玻璃的封接区域lc的焊料进行加热，通过金属钎焊工艺，完成对真空玻璃1的气密封接。加热装置2通常设置在腔体1的上方，加热装置2通常包括用于为真空玻璃1加热的加热件、用于携带加热件移动的运动机构、用于控制运动机构运动和加热件加热温度的控制装置。在控制装置的控制下，运动机构携带加热件在设定路径上运动(通常为沿真空玻璃的封接区域移动一周或近似一周)，完成真空玻璃 1的封接。例如:加热装置包括:高频感应加热件，高频运动机构及控制装置。工作时，控制系统控制高频加热件的行进速度和功率。通过控制行进速度可控制真空玻璃1封接用的焊料在峰值温度持续的时间。通过对高频加热件的功率的控制来调整真空玻璃封接用的焊料的峰值温度的高低。优选的，高频感应加热件的功率在200?1000W，行驶速度是200?1000mm/S (根据焊接工艺情况可调)，可有效保证封焊后强度和气密性。针对4mm的玻璃在制作真空玻璃时，高频感应加热件距离封接材料的距离范围4.3?14mm之间，在一定的运行速度下高频感应加热件距离真空玻璃的距离越小采用的功率也会有所降低，这样可以有效的提高效率，提尚焊接质量。
[0029]另外，除了采用高频感应加热件外，加热装置还可采用激光加热件或微波加热件等。当选用激光加热件加热时，盖板4应选用透明材料制作或局部采用透明材料制作。
[0030]预热装置，用于在封接前，将待封接的真空玻璃1预热到设定温度并保温。预热温度通常为70_150°C或低于用于封接真空玻璃的焊料熔点的30-100°C。预热装置包括设置在待封接真空玻璃1上方的第一加热元件3a和设置在真空玻璃1下方的第二加热元件3b。例如，可将第一加热元件3a设置在盖板4上，并位于腔体外侧。第二加热元件3b设置在第二腔体10b内，优选的，设置在隔板7或垫板8上。第一加热元件3a和第二加热元件3b为柔性加热元件，可随盖板4和隔板7变形，优选的，第一加热元件3a和第二加热元件为带有加热丝的硅胶皮。
[0031]如图2、3所示，为保证封接时定位精确，还可在待封接的真空玻璃1的周围设置定位快11。
[0032]如图1-3所示，对待封接的真空玻璃1进行封接时，1)将待封接的真空玻璃1(合片后)放置在第一腔体l〇a中，并压靠在垫板8上;2)开启预热装置对待封接的真空玻璃1进行预热，到达设定的预热温度后并保持设定时间；3)使用真空装置12对第一腔体10a内抽取真空到预设值，在抽真空的过程中，盖板4和隔板7逐渐对待封接的真空玻璃1施加压力;4)使用加热装置对设置在真空玻璃1的封接区域lc的焊料进行加热至所有焊料熔化;5)停止加热，冷却至焊料完全凝固形成封接结构，完成真空玻璃的封接。其中，步骤2)和3)可同步进行。
[0033]如图1-3所示，本实用新型中的真空玻璃封接装置通过增设预热装置，在对封接真空玻璃前将待封接的真空玻璃1预热到接近焊接温度70°C_150°C或焊料熔点以下30°C_100 °C。由于封接过程是对封接区域lc的局部加热，并且预热温度与焊接温度较焊料熔化温度低很多，所以在完成对焊料的加热后，焊料热量被上玻璃板l〇a和下玻璃板10b吸收，焊料将会很快降温至上、下玻璃板的预热温度，然后焊料与玻璃板同步降温，最终焊料凝固形成封接结构ld，完成真空玻璃的封接。
[0034]通过使用本实用新型的封接装置对真空玻璃。进行封接所获得的真空玻璃封接应力较小，抗温差冲击能力强，钎焊前预热80°C的真空玻璃在封接后，其真空腔耐受100°C温差冲击频次平均值为210次，而不预热的常温封接的真空玻璃空腔耐受100°C温差冲击频次平均值为110次。这是因为，将封接真空玻璃用的焊料加热到所需的峰值温度，持续的时间越长，焊料与母材浸润就越充分，通过钎焊所形成的封接结构强度越高。同时，通过预热，缩短了钎焊过程焊料液相持续时间，而焊料液相持续时间越短，蚀银和生成片状脆性金属间化合物几率越小，形成的封接结构抗疲劳性能越好，因此，持续时间不超过5秒。也就是说焊料在液相持续时间，对于封接结构的强度来说越长越好，对于抗疲劳性能，越短越好，因此， 在焊接前适当预热待封接的真空玻璃，既能保证焊料在峰值温度的持续时间，又不至于焊料在液态持续时间过长，在封接后可获得具有良好的抗疲劳性和强度的封接结构。本实用新型中的真空玻璃封接装置，通过设置在盖板和隔板上的加热元件对待封接的真空玻璃加热和保温，在封接过程中维持真空玻璃的温度稳定，满足控制峰值温度持续时间的要求;选择适当的预热温度可保证钎焊后，玻璃板能够快速吸热降低焊料温度，抑制了片状金属间化合物晶粒的长大，抗疲劳性能得到大大提高。同时，预热后的待封接的真空玻璃在接受高频加热步进过程中，焊料对真空玻璃表面的热冲击强度降低，避免了真空玻璃曝大气后短时间内，表层玻璃脱离玻璃板的现象的发生。
[0035]另外，本实用新型中的真空玻璃封接装置，还通过采用弹性/柔性盖板封闭腔体， 并采用弹性/柔性隔板将腔体分为两个部分，在封接时，通过对容纳真空玻璃的第一腔体内抽取真空，使盖板和隔板同时对真空玻璃施压，真空玻璃处于重力作用下的自由状态。在钢化过程中，玻璃板会发生一些变形，组成真空玻璃的两块钢化玻璃板之间，及钢化玻璃板与垫板之间不可能完全吻合。如在封接过程中不对待封接的真空玻璃施加压力，则焊料熔化后上玻璃板将会受压变形，当完成封接，真空玻璃由真空的腔体中进入到大气环境中，玻璃板将恢复变形，其上的封接体应力非常大，玻璃空腔短时间封接结构会整边撕开。所以，通过使用本实用新型所公开的真空玻璃封接装置，在封接时，上、下同时对待封接的真空玻璃施压，上、下玻璃板变形产生的应力小，当完成封接，真空玻璃进入到大气环境中，由于在其封接过程中所受到的压力与在大气中基本持平;不会诱发封接体沿银膜过度层整边撕开现象。
[0036]以上是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种真空玻璃封接装置，其特征在于，所述封接装置包括:用于容纳待封接真空玻璃的腔体，其包括:底板、环形侧壁、盖板;所述环形侧壁下端坐 落在底板上，并与底板气密相接，盖板为耐热的柔性板或弹性板，其气密封盖在环形侧壁顶 端；加热装置，用于从所述腔体外部对待封接真空玻璃的待封接部位进行加热，通过金属 钎焊工艺，完成对待封接部位的气密封接；隔板，所述隔板为耐热的柔性板或弹性板，所述隔板设置在所述腔体内，其边部与所述 底板或环形侧壁气密连接，将所述腔体分隔成第一腔体和第二腔体两个空间，其中，所述第 一腔体位于盖板与隔板之间，用于容纳所述真空玻璃，所述第一腔体还设有用于为其抽取 真空的抽气口；所述第二腔体位于所述底板与隔板之间，所述底板上设置有与大气连通的 若干气孔，通过调整所述第一腔体内的气体压力来控制所述盖板与隔板的工作状态，由上、 下两侧对所述真空玻璃施加压力。2.根据权利要求1中所述装置，其特征在于，还包括预热装置，用于在封接前将待封接 真空玻璃预热到设定温度。3.根据权利要求2中所述装置，其特征在于，所述预热装置包括设置在所述待封接真空 玻璃上方的第一加热元件和设置在所述待封接真空玻璃下方的第二加热元件。4.根据权利要求3中所述装置，其特征在于，所述第一加热元件设置在所述盖板上，并 位于所述腔体外侧。5.根据权利要求1中所述装置，其特征在于，所述盖板和隔板为氟橡胶板。6.根据权利要求3中所述装置，其特征在于，所述隔板与所述底板之间设置有垫板，所 述隔板压靠在所述垫板上，所述垫板上设置由与所述气孔对应设置的若干通孔。7.根据权利要求6中所述装置，其特征在于，所述第二加热元件设置在所述垫板或隔板上。8.根据权利要求1中所述装置，其特征在于，所述加热装置包括用于为所述待封接真空 玻璃加热的加热件、用于携带所述加热件移动的运动机构、用于控制运动机构运动和加热 件加热温度的控制装置;在控制装置的控制下，运动机构携带加热件在设定路径上运动对 待封接真空玻璃的待封接部位进行封接。9.根据权利要求8中所述装置，其特征在于，所述加热件为感应加热装置或微波加热装置。10.根据权利要求8中所述装置，其特征在于，所述加热件为激光加热装置，所述盖板由 透明材料制成。
【文档编号】C03C27/08GK205575938SQ201620124169
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年2月17日
【发明人】庞世涛, 梁喜平
【申请人】洛阳兰迪玻璃机器股份有限公司