Technologia spawania laserem w produkcji kolektorów słonecznych Hewalex

Branża kolektorów słonecznych cały czas się rozwija, zmieniają się także technologie wykorzystywane przy ich produkcji. Podstawowym elementem każdego kolektora jest absorber, którego zadaniem jest odebranie energii słonecznej i zamiana jej na energię cieplną.

Dwie dekady temu absorbery wykonane były z miedzi, a powierzchnia była malowana specjalną farbą absorbcyjną. Z czasem zaczęto stosować selektywne pokrycie czarnym chromem, a następnie wysokoselektywne powłoki z tlenków metali. Miedź jest surowcem drogim, dlatego też coraz powszechniejszym surowcem wykorzystywanym w procesie produkcji absorbera, zarówno w przypadku blachy, jak i orurowania, stało się aluminium. Problemem, na jaki natrafiają producenci, jest trwałe połączenie blachy z orurowaniem. W przypadku absorberów z miedzi, powszechnie stosowaną technologią było lutowanie. Sporadycznie wykorzystywano specjalnie profilowane blachy umożliwiające połączenie jej z rurą oraz klejenie. Zgrzewanie ultradźwiękowe było kolejnym krokiem w rozwoju technologii łączenia. Ta technologia posiada wiele zalet w porównaniu do wcześniejszych, jednakże nie sprawdza się w przypadku próby łączenia blachy aluminiowej z miedzianym orurowaniem. Połączenie jest wykonalne, ale jakość łączenia nie jest satysfakcjonująca. Rozwiązaniem w takim przypadku jest technologia spawania laserowego, która należy do najbardziej innowacyjnych i zaawansowanych technologii na rynku. Wykorzystywane są tu źródła promieniowania typu YAG. Wiązka laserowa jest generowana przez pręt z syntetycznego granatu itrowo aluminiowego z domieszką jonów neodymu i powstaje w wyniku wzbudzenia pręta na poziomie atomów za pośrednictwem lamp kryptonowych wysokiej mocy. Wiązka promieniowania jest kształtowana przez odpowiedni układ optyczny i za pomocą elastycznych światłowodów kierowana do miejsca spawania. Wysoka koncentracja dużej energii na bardzo małej powierzchni (1,5 x 10⁴ W/mm²) powoduje, że w ciągu tysięcznych części sekundy następuje stopienie metalu. Spawanie laserowe umożliwia trwałe połączenie elementów z tego samego materiału, jak również z dwóch różnych metali np. miedzi z aluminium.
 

Technologia ta jest coraz popularniejsza i znajduje coraz szersze zastosowanie w produkcji kolektorów słonecznych.
 

Główna zaletą spawania laserowego jest wysokiej jakości efekt połączenia, który sprawdza się doskonale także w przypadku łączenia różnych metali. Dodatkowo, powłoka absorbująca promieniowanie słoneczne nie ulega uszkodzeniu, które występuje w przypadku zgrzewania ultradźwiękowego. Kolejną zaletą jest czystość procesu, wynikająca z braku konieczności stosowania topników, które są niezbędne w przypadku lutowania i które mogą być przyczyną postępującej korozji. 

Spawanie laserowe wyróżnia się ponadto najmniejszym oddziaływaniem na środowisko wynikającym z braku powstających w procesie lutowania szkodliwych oparów oraz hałasu emitowanego w procesie zgrzewania ultradźwiękowego.

Wspomniane zalety powodują, że spawanie laserowe jest technologią coraz częściej wykorzystywaną w produkcji nowoczesnych kolektorów słonecznych.  Hewalex jako pierwsza firma na rynku polskim zaczęła wykorzystywać tę technologię w produkcji aluminiowych kolektorów słonecznych.