专利名称：用于切割硅锭的切割工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及硅锭切割技术领域，特别涉及一种用于切割硅锭的切割工艺。
背景技术：
铸锭属于光伏产业链中的上游环节，目前为了降低能耗，提高出材率，铸锭产出的硅锭从400kg升级为800kg或800kg以上，尺寸一般为I米*1米。硅锭需要通过破锭机切割成硅块，由硅块进行后续的生产。切割时，将硅锭粘结在托盘上以固定硅锭，然后破锭机的工作台运转，以使其上的切割线网(由钢线形成)以一定的速度切割硅锭。切割时，破锭机上的浆料嘴能够向下喷洒浆料(主要是碳化硅)，浆料喷洒至切割线网后，切割线网上携带有浆料，在浆料作用下，切割线网能够切割硅锭。在现有的400kg硅锭切割过程中，没有固定的工艺可供执行，在升级为大硅锭后，比如800kg以上的大硅锭，切割过程更是无从掌握。在切割硅锭，尤其是大硅锭的过程中产生了如下问题第一、切割时，切割线网以固定的速度自上入刀再向下切割，但是在切割过程中，切割线网非常容易断线，容易产生质量事故；第二、托盘上按照所需硅块的标准设有凹槽，以便切割线网切割硅锭的底部时能够继续伸入至凹槽内，以使硅锭的底部能够切割彻底。而粘结硅锭时，一般在硅锭的底部和托盘之间涂满粘胶，当切割线网切割至硅锭的底部进入托盘的凹槽时，凹槽内的粘胶会将切割线网上的部分浆料过滤掉，导致切割能力下降；另外，当需要切割硅锭产生边角料时，边角料切割后倒伏在托盘上，其冲击力以及继续切割过程中机器的振动均可以使边角料掉落至其他位置，影响机器的运转，也造成边角料破损无法应用；第三、目前，切割线网的切割速度和切割张力未得到有效控制，在切割初期，也会引起断线、切割后硅块的形状呈s型异常或c型异常、具有锯痕、底裂等质量事故，严重影响生产。有鉴于此，如何改进硅锭的切割工艺，以避免切割时断线，减少切割后硅块的质量问题，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种用于切割硅锭的切割工艺，该切割工艺能够避免切割时断线，并减少切割后硅块的质量问题。本发明提供的用于切割硅锭的切割工艺，包括下述步骤将硅锭粘结于托盘上；工作台的切割线网沿硅锭的高度方向对硅锭入刀切割，同时，浆料嘴为切割线网提供浆料；且自入刀开始，工作台驱动切割线网以前期切割速度切割，直至切割至硅锭的第一预定高度处；继续以中期切割速度切割，直至切割至硅锭的第二预定高度处；
最后以后期切割速度切割直至切割完毕；其中，前期切割速度、后期切割速度均小于中期切割速度。优选地，第一预定高度和第二预定高度之和为硅锭的整体高度，前期切割速度和后期切割速度相等。优选地，第一预定高度为自切割线网入刀位置起算的硅锭高度的10%，前期切割速度为中期切割速度的60 % ;第二预定高度为自切割线网入刀位置起算的硅锭高度的90%，后期切割速度为中期切割速度的60%。优选地，所述中期切割速度为1200微米/分。
优选地，所述切割线网的钢线转速为12m/s。优选地，粘结硅锭时，除托盘上供线网经过的沟槽之外，在硅锭的底部与托盘之间涂设有粘胶。优选地，所述托盘上与硅锭切割边角料倒伏后对应的位置也涂设有粘胶。优选地，所述粘胶为聚氨酯胶。优选地，工作台上控制所述切割线网张力的收线轴的张力保持在95N，放线轴的张力保持在100N。优选地，浆料嘴提供喷料的流量控制在110kg/min。本发明中的切割工艺对切割速度实施分段调整，即前期和后期切割的部分为靠近硅锭外周的部分，属于杂质较多的硬质部分，对该部分切割时，采用偏小的前期切割速度和后期切割速度，以使切割线网所受的阻力能够得到较好的缓冲，防止断线；而切割硅锭中部时，中部属于质量好、杂质少的软质部分，采用偏大的中期切割速度切割，中期切割速度可以是正常切割速度(现有技术中通常设置的切割速度)，也可以使其略大于正常切割速度，保证切割效率。因此本实施例采用的分段切割速度控制，在确保切割效率的基础上，又能够防止断线，避免质量事故。
图I为本发明所提供切割工艺一种具体实施方式
的流程图；图2为硅锭切割时的分段结构示意图；图3为本发明所提供切割工艺另一种具体实施方式
的流程图。图2 中100硅锭、A前期切割部分、B中期切割部分、C后期切割部分
具体实施例方式本发明的核心为提供一种用于切割硅锭的切割工艺，该切割工艺能够避免切割时断线，并减少切割后硅块的质量问题。为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。请参考图I和图2，图I为本发明所提供切割工艺一种具体实施方式
的流程图；图2为硅锭切割时的分段结构示意图。该实施例中的切割工艺，用于切割硅锭，包括下述步骤
SI I、将硅锭100粘结于托盘上；托盘为破锭机上用于支撑硅锭100的支撑装置，硅锭100置于托盘上并粘结定位，以便破锭机的切割线网进行切割；S12、工作台的切割线网沿硅锭100的高度方向对硅锭100入刀切割，浆料嘴同时为切割线网提供浆料；且自入刀起，工作台驱动切割线网以前期切割速度切割，直至切割至硅锭100的第一预定高度；破锭机工作台的切割线网一般对硅锭100自上向下切割，硅锭100的高度方向即为上下高度，图2所示的带有箭头的线条表示切割方向。此处，第一预定高度以入刀位置起算，自入刀切割至第一预定高度，相当于硅锭100在前期被切割的部分，即图2中所示的A部分。切割线网的切割速度即工作台带动切割线网自上向下的运行速度。S13、切割线网以中期切割速度切割，直至切割至硅锭100的第二预定高度；
即切割至第一预定高度后，切割线网的切割速度会增加至中期切割速度，然后以中期切割速度再继续切割一端距离后至第二预定高度处，中期切割部分即图2所示所示的B部分。S14、以后期切割速度切割，直至切割完毕整个硅锭100。即切割至第二预定高度后，又降低切割速度至后期切割速度，以较小的切割速度直至切割完毕，后期切割部分即图中所示的C部分。上述的前期切割速度和后期切割速度均小于中期切割速度。
背景技术：
中已提及对硅锭100切割时，通常情况下，会始终按照设定的正常切割速度自上向下(也有自下向上切害1J的情况)切割，而本实施例在硅锭100切割前期和后期均采用以小于中期切割速度的速度进行切割。由于加工工艺，硅锭100靠近外周的部分的杂质较多，质地偏硬，而中部的质量较好，质地偏软，尤其是大硅锭100，比如800kg甚至更大规格的大硅锭，该种质地偏差更为明显。本实施例中对切割速度实施分段调整，即前期和后期切割的部分属于靠近硅锭100外周的硬质部分，对该部分切割时，采用偏小的前期切割速度和后期切割速度，以使切割线网所受的阻力能够得到较好的缓冲，防止断线；而切割硅锭100中部软质部分时，采用偏大的中期切割速度切割也不会断线，中期切割速度可以是正常切割速度(现有技术中通常设置的切割速度)，也可以使其略大于正常切割速度，保证较高的切割效率。因此本实施例采用的分段切割速度控制，在确保切割效率的基础上，又能够防止断线，避免质量事故。具体地，第一预定高度和第二预定高度之和可以为硅锭100的整体高度，即前期低速切割高度和后期低速切割的高度相等。一般，硅锭100的结构是周向均匀地，即距离中心部分相等的位置的成分分布类同，故自上向下一定距离(前期切割部分)和自下向上一定距离(后期切割部分)处的硅锭100的杂质成分基本相似，则前期和后期切割高度的划分可以相同，相应地，对应的前期切割速度和后期切割速度也可以相等，以适应相同的硬度需求。当然，根据硅锭具体的杂质分布情况，第一预定高度和第二预定高度也可以不相等。具体地，可以参考图3，图3为本发明所提供切割工艺另一种具体实施方式
的流程图。S21、将硅锭100粘结于托盘上，粘结硅锭100时，除托盘上供线网经过的沟槽之夕卜，在托盘与硅锭100的底部之间涂设粘胶；在托盘上与硅锭100切割边角料倒伏后对应的位置也涂设粘胶；
托盘上与硅块切割标准对应的位置设置有凹槽，比如，每个切割硅块的长度为90mm，则托盘上每隔90mm就设有与切割线网平行的凹槽，切割线网入刀切割直至落入凹槽内，以便切割彻底。该实施例中，除了凹槽之外，托盘与硅锭100底部之间均涂设粘胶，以保证硅锭100可靠地定位于托盘上；而凹槽被未涂粘胶，则切割线网的钢线落入凹槽时，不会切割粘胶，则相较于现有技术，钢线上的浆料不会被粘胶过滤掉，从而保证钢线的切割能力，节省浆料。另外，在托盘上与硅锭100切割边角料倒伏后对应的位置也可以涂有粘胶。在切割过程中，根据硅锭100的质量和形状，为了保证切割后硅块的质量，可能需要预先切除一部分，该部分作为边角料可以在其他工序上使用。切割后的边角料会倒伏，托盘上与边角料倒伏后对应的位置处涂设粘胶，可以将倒伏后的边角料固定，从而防止边角料掉落至其他位置，保证破锭机的工作环境，且能够确保边角料的完好无损。上述的粘胶可以是聚氨酯胶，聚氨酯胶具备较好的粘性，且易于清除，当然粘胶也可以是其他具有粘性的工业材料。
S22、工作台的切割线网沿硅锭100的高度方向对硅锭100入刀切割，浆料嘴同时为切割线网提供浆料；自入刀起，切割线网以中期切割速度的60 %切割，直至自切割线网入刀位置起算的硅锭100高度的10%处；S23、切割线网以中期切割速度切割，直至切割至硅锭100高度的90%处；S24、以中期切割速度的60%切割，直至切割完毕整个硅锭100。该实施例中还将切割的前期、中期和后期部分作了明确的分割，即将第一实施例中的第一预定高度、前期切割速度、第二预定高度、后期切割速度作了具体的设计。前期和后期切割部分均占整个硅锭100的10%，从图2中可以看出，前期切割部分A和后期切割部分C的高度均为H/10，切割速度为中期切割速度的60%，中期切割部分B占整个切割部分的80%，如图2中所示，中期切割部分B的高度为8H/10。相当于，第一预定高度为自切割线网入刀位置起算的硅锭100高度H的10%，第二预定高度为自切割线网入刀位置起算的硅锭100高度H的90%。该种设置较为符合硅锭100的结构分布，也较好地适应硅锭100的硬度要求。当然，根据硅锭100的具体成分和切割需求，上述数据也可以作出适当调整。硅锭100的中期切割速度可以设定为1200微米/分。另外，切割线网是由于自身转动而具备切割能力，此实施例中，切割线网的钢线转速可以控制在12m/s。上述实施例中，切割过程中，浆料嘴始终为切割线网浆料嘴提供浆料，以保持切割线网的切割能力。浆料流量过低，会导致切割线网切割能力偏低，造成断线，且切割后的硅块会具有锯痕；而浆料流量过高，会导致大量浆料淤积在硅锭100上，造成浆料浪费，且流量过高时,相应的浆料电机转速也需要增加,增加了电机损坏几率。对于上述各实施例,可以将浆料嘴喷料的流量控制在110kg/min，该流量可以保证切割线网的切割能力，又不会造成浆料的浪费，且不会增加电机的负担。另外，针对上述各实施例，可以将工作台上控制切割线网张力的收线轴的张力保持在95N，放线轴的张力保持在100N。张力过小，会导致线弓过大，容易切割到浆料嘴(位于切割线网上方且接近切割线网)，切割后携带的铁屑导致切割后的硅块出现线痕、S型、C型异常，张力过小则会导致(缠绕钢线形成切割线网)涂层损失严重、断线几率增加。而将收线轴的张力保持在95N，放线轴的张力保持在IOON后，切割线网的钢线张力大小较为合适，可以避免上述技术问题。
以上对本发明所提供的一种用于切割硅锭的切割工艺进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种用于切割硅锭的切割工艺，其特征在于，包括下述步骤 将硅锭粘结于托盘上； 工作台的切割线网沿硅锭的高度方向对硅锭入刀切割，同时，浆料嘴为切割线网提供浆料；且自入刀开始，工作台驱动切割线网以前期切割速度切割，直至切割至硅锭的第一预定高度处； 继续以中期切割速度切割，直至切割至硅锭的第二预定高度处； 最后以后期切割速度切割直至切割完毕； 其中，前期切割速度、后期切割速度均小于中期切割速度。
2.如权利要求I所述的切割工艺，其特征在于，第一预定高度和第二预定高度之和为硅锭的整体高度，前期切割速度和后期切割速度相等。
3.如权利要求2所述的切割工艺，其特征在于，第一预定高度为自切割线网入刀位置起算的硅锭高度的10%，前期切割速度为中期切割速度的60% ;第二预定高度为自切割线网入刀位置起算的硅锭高度的90%，后期切割速度为中期切割速度的60%。
4.如权利要求3所述的切割工艺，其特征在于，所述中期切割速度为1200微米/分。
5.如权利要求3所述的切割工艺，其特征在于，所述切割线网的钢线转速为12m/s。
6.如权利要求I所述的切割工艺，其特征在于，粘结硅锭时，除托盘上供切割线网经过的沟槽之外，在硅锭的底部与所述托盘之间涂设有粘胶。
7.如权利要求6所述的切割工艺，其特征在于，所述托盘上与硅锭切割边角料倒伏后对应的位置也涂设有粘胶。
8.如权利要求6或7所述的切割工艺，其特征在于，所述粘胶为聚氨酯胶。
9.如权利要求1-7任一项所述的切割工艺，其特征在于，工作台上控制所述切割线网张力的收线轴的张力保持在95N，放线轴的张力保持在100N。
10.如权利要求1-7任一项所述的切割工艺，其特征在于，浆料嘴提供喷料的流量控制在 110kg/mino
全文摘要
本发明公开一种用于切割硅锭的切割工艺，包括下述步骤将硅锭粘结于托盘上；工作台的切割线网沿硅锭的高度方向对硅锭入刀切割，同时，浆料嘴为切割线网提供浆料；且自入刀开始，切割线网以前期切割速度切割，直至切割至硅锭的第一预定高度处；继续以中期切割速度切割，直至切割至硅锭的第二预定高度处；最后以后期切割速度直至切割完毕；其中，前期切割速度、后期切割速度均小于中期切割速度。本发明对切割速度实施分段调整，前期和后期切割的硬质部分采用偏小的前期切割速度和后期切割速度，以使切割线网所受的阻力能够得到较好的缓冲，防止断线；而切割硅锭中部软质部分时，以中期切割速度切割，中期切割速度较大可以保证切割效率。
文档编号B28D5/04GK102848481SQ20121038892
公开日2013年1月2日 申请日期2012年10月12日 优先权日2012年10月12日
发明者崔盼, 高世超, 杨劲松 申请人:蠡县英利新能源有限公司