浅谈金刚线对硅块切割的影响

　　目前太阳能行业，硅锭的切割主要以钢线带动浆料切割为主。因为浆料切割速度的受限，人们开始试验直接用金刚线切割硅锭。使用金刚线来切割硅锭，切割的原理与原来砂浆的液体切割有着本质的不同。在普通 ...

　　引言

　　目前太阳能行业，硅锭的切割主要以钢线带动浆料切割为主。因为浆料切割速度的受限，人们开始试验直接用金刚线切割硅锭。使用金刚线来切割硅锭，切割的原理与原来砂浆的液体切割有着本质的不同。在普通的钢线上，首先镀上一层金属镍，再从镍的表面镀上金刚砂的颗粒。在切割过程中，直接利用钢线上的金刚砂颗粒对硅锭进行切割。切割原理的不同导致金刚线切割有优势的存在，作为新的事物不可避免有缺陷的存在。由于金刚线高速切割硅锭，致使部分切割的硅块产生尺寸不一致的问题。

　　一、引起硅块尺寸不一致的根本原因

　　金刚线在高速切割硅锭过程中，切割硅锭最外周的四根钢线都直接连接收、放线轴张力臂。由于工作台下降的速度比较快，引起钢线的线弓比较大，造成钢线的切割能力不足。

　　钢线的往复切割，造成钢线张力臂的张力不能持续维持，因为硅块与硅块之间有相互作用力，使得最外周的四条钢线向受力的方向移动，即向边角料方向切割，形成“凸”状。

　　二、硅块尺寸不一致带来的危害

　　此现象对破锭工序和后带锯工序带来了很大的危害。

　　(一)破锭工序

　　钢线在切割硅锭出现切斜现象，钢线此时受到更大的切力，极易引起断线;由于切割硅块的尺寸不规则，会引起切割硅块的尺寸二级或尺寸过小直接回收。

　　(二)带锯工序

　　对于“鼓肚”的硅块，一般在进行抛光时，如果硅块中间尺寸与两端的尺寸相差值大于0.5mm，会直接引起抛光过程中控制砂轮转动的电机的电流值过大，导致无法抛光。硅块抛光后，倒角前，如果在硅块中间尺寸与两端的尺寸相差值大于0.2mm，导致倒角时，两边出现倒角过小现象。

　　三、金刚线对硅块尺寸不一致问题影响

　　对三种金刚线A、B、C进行切割硅锭的实验。

　　三种金刚线特征：

　　金刚线A：钢线表面的金刚砂颗粒比较大，而且分布比较疏松。

　　金刚线B：钢线表面的金刚砂颗粒比较小，但分布稠密。

　　金刚线C：钢线表面的金刚砂颗粒比较小，分布疏松。

　　以下是对三种不同类型的金刚线进行试验：

　　实验目的：

　　通过对三种不同类型的金刚线进行试验，可以反映出三种金刚线对硅块尺寸不一致的影响。

　　三种金刚线通过实验室电镜扫瞄得到的照片显示如下：

　　切割前：

http://www.p-e-china.com/Article/201305/20130508135726686.jpg

　　切割后：

http://www.p-e-china.com/Article/201305/20130508135736627.jpg

　　从以上图片可以看出金刚线C的磨损较小，金刚砂颗粒过多或过少都不利于对硅块的切割。

　　实验方法：

　　由于硅块的尺寸不一致现象，造成相邻的边角料形成“凹”状。通过使用塞尺量“凹”的边角料的尺寸，可以得出对“鼓肚”的影响。实验选取每个硅块的A块的1面和4面(即相邻两面)以及C块的1面。

　　实验数据：

　　以下是对硅锭三个边角料面“凹”的尺寸进行的数据统计：(单位mm)

http://www.p-e-china.com/Article/201305/20130508135809469.jpg

　　实验结论

　　通过增大金刚砂的颗粒度，并对金刚砂进行适当合理的分布可以提高钢线对硅块的切割能力，减少硅块“鼓肚”问题。

　　四、增加过滤硅粉装置，减少硅粉危害

　　金刚线切割硅锭过程中，磨削的硅粉会堆积在金刚砂颗粒中间，降低了金刚砂的切割能力，对金刚线造成很大的阻碍。减少硅粉，可以增加金刚线的切割能力。

http://www.p-e-china.com/Article/201305/20130508135837198.jpg

　　措施：在冷却液的回流缸中，增加可以过滤硅粉的装置，这样可以把硅粉更好地进行控制，减少了金刚线上硅粉的附着量，可以提高金刚线的切割能力，降低硅块“鼓肚”问题。

　　结语

　　使用金刚线来切割硅锭，是发展的趋势和必然。通过分析金刚线引起硅块尺寸不一致的根本原因，在今后的操作使用过程中注意改进，大大降低硅块尺寸不一致的问题。使金刚线在切割过程中，利用本身效率的优势，切出尺寸更加标准的硅块。

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