[發(fā)明專利]無損切割方法及無損切割設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011548442.1
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN113042903B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱凡;程曉偉;李志剛;陸紅艷;張松;朱俊
• 申請（專利權(quán)）人: 帝爾激光科技（無錫）有限公司
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/70
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁文惠

本發(fā)明提供了一種無損切割方法及無損切割設(shè)備。該無損切割方法采用激光對待切割物進行切割，待切割物具有共線的誘導(dǎo)槽路徑和切割線路徑，無損切割方法包括：使第一激光和第二激光垂直照射在待切割物上，且第一激光在待切割物上聚焦形成具有第一中心點的第一光斑，第二激光在待切割物上聚焦形成具有第二中心點的第二光斑，第一中心點和第二中心點與誘導(dǎo)槽路徑共線；使第一激光和第二激光與待切割物相對移動，且移動過程中，第一激光運動至誘導(dǎo)槽路徑之外位置時阻斷第一激光至待切割物的光路，第二中心點位于第一中心點之后或與第一中心點重合。第一激光與第二激光垂直照射在待切割物上，形成的第一光斑和第二光斑均無變形，提高了加工效率和效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光切割技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種無損切割方法及無損切割設(shè)備。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的光伏電池片切割技術(shù)可以采用熱切割方法，即，將激光聚焦為20～50μm的光斑，反復(fù)在電池片表面沿切割線路徑方向劃刻，在電池片上形成一定深度的熔融溝槽后，外部施加掰斷力將電池片分離開。該切割方法通過聚焦光斑反復(fù)劃刻，會造成切割斷面的切割損傷(微裂紋)和電池表面較大的熱影響區(qū)(Heat Affected Zone,HAZ)，對切割后的電池片的電性能影響很大。

為了減小激光對光伏電池片的損傷，發(fā)展出一種無損切割的方法，通過誘導(dǎo)激光在預(yù)定切割的位置劃出一條或多條一定長度的誘導(dǎo)切割槽，應(yīng)力激光照射在誘導(dǎo)切割槽上面并沿預(yù)定切割的方向移動，被照射部位形成局部溫度梯度，電池片沿著誘導(dǎo)切割槽產(chǎn)生裂紋并延伸裂開，實現(xiàn)了電池片的無損切割。

申請人在研究中發(fā)現(xiàn)，無損切割技術(shù)可以采用分離式激光照射或者旁軸照射光路方案，分離式激光照射時，在一個工位進行照射形成誘導(dǎo)槽，再運送至另一工位照射形成溫度梯度裂開，導(dǎo)致電池片需要運動較長距離，對位精度不佳，加工效率低；旁軸照射時，切割激光或者熱應(yīng)力激光以較大的傾斜的角度照射在待切割物上，誘導(dǎo)槽路徑切割激光束的聚焦光斑或者熱應(yīng)力激光以一定角度照射電池片，光斑會發(fā)生變形，影響誘導(dǎo)槽的加工效果或者熱應(yīng)力斷裂效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種無損切割方法及無損切割設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的無損切割時光斑變形的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種無損切割方法，無損切割方法采用激光對待切割物進行切割，待切割物具有共線的誘導(dǎo)槽路徑和切割線路徑，無損切割方法包括：使第一激光和第二激光垂直照射在待切割物上，且第一激光在待切割物上聚焦形成具有第一中心點的第一光斑，第二激光在待切割物上聚焦形成具有第二中心點的第二光斑，第一中心點和第二中心點與誘導(dǎo)槽路徑共線；使第一激光和第二激光與待切割物相對移動，且移動過程中，第一激光運動至誘導(dǎo)槽路徑之外位置時阻斷第一激光至待切割物的光路，第二中心點位于第一中心點之后或與第一中心點重合。

進一步地，上述第一激光和第二激光經(jīng)合束器處理后垂直照射在待切割物上。

進一步地，上述第一光斑和第二光斑至少部分重疊、或相切或相離，優(yōu)選第一光斑和第二光斑相離，且第一光斑和第二光斑的最小間距大于或等于誘導(dǎo)槽路徑的長度、且最大間距小于或等于50mm。

進一步地，上述第二光斑為橢圓形光斑，且所橢圓形光斑長軸方向沿切割線路徑的延伸方向延伸，優(yōu)選橢圓形光斑的長徑和短徑之比為5～300:1，更優(yōu)選為10～200:1。

進一步地，上述待切割物為光伏電池片。

進一步地，上述第一激光為脈沖激光，第二激光為準連續(xù)激光或連續(xù)激光，優(yōu)選第一激光的脈沖寬度為30～200ns，優(yōu)選第一激光的激光波長各自獨立地為266～1064nm，進一步優(yōu)選為300～600nm，優(yōu)選第二激光的激光波長為808～2000nm，優(yōu)選為808～1100nm。