2.5 mm光伏玻璃物理钢化常见缺陷分析

齐尚文 胡壮

（中建材（宜兴）新能源有限公司 宜兴 214200）

0 引言

随着传统化石能源的减少与污染的加重，光伏组件发展越来越快。而光伏玻璃作为光伏组件的重要配件，其质量受到各生产厂家的关注。物理钢化作为一种有效提高玻璃强度的方法，成为一种普遍的玻璃加工工艺。玻璃钢化质量的好坏将极大影响各工厂的利润，因此研究光伏玻璃物理钢化工艺具有非常重要的意义。

许伟光［1］研究了破片、碎片不均匀、上弯等缺陷产生的原因及解决办法，李超［2］研究了玻璃炸裂、变形、自爆等缺陷产生的原因及解决办法。但研究者们研究的均为3 mm及以上厚度的玻璃，3 mm以下厚度的物理钢化玻璃未曾研究。本文针对2.5 mm厚度玻璃的钢化常见缺陷进行研究，并提出相应的解决办法。

1 生产设备及测试方法

我司使用的钢化炉为MT-G系列钢化炉，玻璃为我司生产的厚度2.5 mm光伏压延玻璃。弯曲度测试方法依据GB/T 17841—2008［3］。

2 常见缺陷

2.1 波形大

波形大的主要原因是加热温度过高。在玻璃加热阶段，玻璃会在摆动的转向点处短暂的停留，如果温度过高，玻璃会由于辊筒之间的间隔产生波形变形［2］，如图1所示。

图1 波形大［2］

玻璃波形大的原因有：①钢化炉设置温度过高；②钢化加热时间过长；③急冷段芳纶绳磨损、凸起、缠绕时重叠；④钢化炉后端陶瓷辊不在同一水平线上；⑤镀膜膜层偏厚；⑥原片波形大。

对应的解决办法为：①降低钢化炉温度；②缩短钢化炉加热时间；③更换急冷段芳纶绳；④陶瓷辊水平校准；⑤通知镀膜调整镀膜膜层厚度；⑥更换原片。

2.2 翘头

翘头是指钢化玻璃头部边角翘曲。翘头形成的原理是玻璃被钢化炉加热至软化状态后，玻璃头部在陶瓷辊间隙中受重力作用会略微往下弯曲，继续前进时会撞到陶瓷辊或芳纶绳辊道。在钢化工艺未调整时突然出现翘头的原因有：①镀膜膜层太厚；②急冷段芳纶绳辊道不水平；③钢化炉后端陶瓷辊不水平；④加热温度高或加热时间长。对应的解决办法为：①通知镀膜调整镀膜膜层厚度；②校准或更换芳纶绳辊道；③校准或更换陶瓷辊；④降低加热温度或者缩短加热时间。

2.3 上弯、下弯

上弯是指钢化后的玻璃有时会出现向上变形，形成凹面的情况，如果强压凹面玻璃至平直状，当外部压力释放时，玻璃又会恢复其原始的形状，如图2所示。

图2 玻璃上弯

加热完成后进入钢化阶段的玻璃是平整的，如果玻璃上下表面的温度相同，当玻璃下表面冷却的速率比玻璃上表面快时，下表面优先固化，上表面则继续收缩，那么就会导致玻璃出现上弯。

如果钢化时冷却速率是相同的，当玻璃下表面的温度低于上表面温度时，下表面先固化，上表面继续收缩，那么也会导致玻璃出现上弯［2］。

实际生产中上弯形成的原因有：①玻璃上部温度比下部温度高；②玻璃上部风压小于玻璃下部风压。对应的解决办法有：①降低下部温度或者增加上部温度；②增大上风压或降低下风压或者调整急冷段风栅高度。理论上调整上弯是加大玻璃上部风压，即降低上风栅高度，但实际生产过程中部分钢化炉是增加上风栅高度。原因可能是部分钢化炉风栅与玻璃距离太近后热风不能及时排走，冷却效果降低。此外，相同玻璃上下表面粗糙度不同导致吸热不同，因此，上下表面放置方向发生变化时，钢化工艺也需调整。如我司生产的单绒压花玻璃压花面朝下时能够正常生产，相同工艺压花面朝上时下部会有白雾而且上弯。上弯的原因是玻璃在钢化炉后端时压花面表面积大于绒面表面积，使得压花热辐射传热强于绒面热辐射，即在钢化炉后端压花面受到的热辐射更多。

下弯的产生原因及解决办法与之相反。

2.4 弹弯

大片玻璃完成钢化后出现“锅底”变形，在施加外部压力时，玻璃或者向上或者向下凸起，并且当外部压力释放时，玻璃会保持其新的形状，如图3所示［2］，生产上俗称弹弯。原因是玻璃四周的加热温度比玻璃中间位置的加热温度高，在钢化阶段，玻璃中间温度较低的部分会比玻璃四周固化速度快。当玻璃四周仍然持续收缩时，就会迫使玻璃的中间位置要么向上凸起，要么向下凸起［2］。生产实际中的解决办法为：①降低钢化炉边部温度；②增加钢化炉出炉速度；③降低风栅高度。

图3 玻璃弹弯

2.5 发软

当玻璃中间位置受热温度比四周受热温度高，也可能出现马鞍形变形，产生马鞍变形的原因是玻璃中间位置温度高于玻璃四周温度。在钢化阶段，当玻璃的中间位置仍然持续收缩时，玻璃的四周会朝不同方向弯曲，从而形成马鞍变形。如图4所示。生产上俗称玻璃发软。实际生产中的解决办法为：增加玻璃边部温度。

图4 玻璃发软

2.6 大小头

大小头是指玻璃头部尺寸大于尾部尺寸。原因是玻璃出炉速度慢导致尾部温度过高，解决办法为：增加玻璃出炉速度。

2.7 S弯

S弯是指钢化玻璃长边局部S形弯曲，如图5所示。

图5 玻璃S弯

产生的原因是：①高压段上下风排未对齐；②原片S弯。对应的解决办法是：①对齐风排；②更换原片。

2.8 在风栅处破片

在风栅处破片的原因有：①玻璃未达到可塑温度，碎后玻璃块度大，类似普通玻璃；②玻璃只是表面达到可塑温度，内层未烧透，在中压段才炸裂，玻璃块度小，类似钢化玻璃；③玻璃加热不均匀；④玻璃磨边不充分或打孔有崩边等。对应的解决办法为：①提高加热温度或延长加热时间，使玻璃加热至可塑状态；②调整加热温度或时间，使玻璃热透；③首先检查继电器是否损坏，若损坏更换继电器，若无损坏更改加热温度；④通知磨边或打孔调整。

3 结语

上弯、下弯、弹弯等光伏玻璃钢化常见缺陷与工艺和设备息息相关，只要理解了各类缺陷形成的机理，就能找出其产生原因及对应的解决措施，进而减少缺陷的产生。