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1、线切割维护保养检修培训演示稿,一、线切割的机理及影响切割质量因素介绍,太阳能硅片的线切割机理就是机器导轮在高速运转中带动钢线，从而由钢线将聚乙二醇和碳化硅微粉混合的砂浆送到切割区，在钢线的高速运转中与压在线网上的工件连续发生摩擦完成切割的过程。 在整个切割过程中，对硅片的质量以及成品率起主要作用的是切割液的粘度、碳化硅微粉的粒型及粒度、砂浆的粘度、砂浆的流量、钢线的速度、钢线的张力以及工件的进给速度等。 1、切割液（PEG）的粘度 由于在整个切割过程中，碳化硅微粉是悬浮在切割液上而通过钢线进行切割的，所以切割液主要起悬浮和冷却的作用。 1）、切割液的粘度是碳化硅微粉悬浮的重要保证。由于不同的机
2、器开发设计的系统思维不同，因而对砂浆的粘度也不同，即要求切割液的粘度也有不同。例如瑞士线切割机要求切割液的粘度不低于55，而NTC要求22-25，安永则低至18。只有符合机器要求的切割标准的粘度，才能在切割的过程中保证碳化硅微粉的均匀悬浮分布以及砂浆稳定地通过砂浆管道随钢线进入切割区。 2）、由于带着砂浆的钢线在切割硅料的过程中，会因为摩擦发生高温，所以切割液的粘度又对冷却起着重要作用。如果粘度不达标，就会导致液的流动性差，不能将温度降下来而造成灼伤片或者出现断线，因此切割液的粘度又确保了整个过程的温度控制。,2、碳化硅微粉的粒型及粒度,太阳能硅片的切割其实是钢线带着碳化硅微粉在切，所以微粉的
3、粒型及粒度是硅片表片的光洁程度和切割能力的关键。粒型规则，切出来的硅片表明就会光洁度很好；粒度分布均匀，就会提高硅片的切割能力。,3、砂浆的粘度,线切割机对硅片切割能力的强弱，与砂浆的粘度有着不可分割的关系。而砂浆的粘度又取决于硅片切割液的粘度、硅片切割液与碳化硅微粉的适配性、硅片切割液与碳化硅微粉的配比比例、砂浆密度等。只有达到机器要求标准的砂浆粘度（如NTC机器要求250左右）才能在切割过程中，提高切割效率，提高成品率。,4、砂浆的流量,钢线在高速运动中，要完成对硅料的切割，必须由砂浆泵将砂浆从储料箱中打到喷砂咀，再由喷砂咀喷到钢线上。砂浆的流量是否均匀、流量能否达到切割的要求，都对切割能
4、力和切割效率起着很关键的作用。如果流量跟不上，就会出现切割能力严重下降，导致线痕片、断线、甚至是机器报警。,5、钢线的速度,由于线切割机可以根据用户的要求进行单向走线和双向走线，因而两种情况下对线速的要求也不同。单向走线时，钢线始终保持一个速度运行（MB和HCT可以根据切割情况在不同时间作出手动调整），这样相对来说比较容易控制。目前单向走线的操作越来越少，仅限于MB和HCT机器。 双向走线时，钢线速度开始由零点沿一个方向用2-3秒的时间加速到规定速度，运行一段时间后，再沿原方向慢慢降低到零点，在零点停顿0.2秒后再慢慢地反向加速到规定的速度，再沿反方向慢慢降低到零点的周期切割过程。在双向切割的
5、过程中，线切割机的切割能力在一定范围内随着钢线的速度提高而提高，但不能低于或超过砂浆的切割能力。如果低于砂浆的切割能力，就会出现线痕片甚至断线；反之，如果超出砂浆的切割能力，就可能导致砂浆流量跟不上，从而出现厚薄片甚至线痕片等。 目前MB的平均线速可以达到13米/秒，NTC达10.5-11米/秒。,6、钢线的张力,钢线的张力是硅片切割工艺中相当核心的要素之一。张力控制不好是产生线痕片、崩边、甚至断线的重要原因。 1、钢线的张力过小，将会导致钢线弯曲度增大，带砂能力下降， 切割能力降低。从而出现线痕片等。 2、钢线张力过大，悬浮在钢线上的碳化硅微粉就会难以进入锯缝，切割效率降低，出现线痕片等，并
6、且断线的几率很大。 3、如果当切到胶条的时候，有时候会因为张力使用时间过长引起偏离零点的变化，出现崩边等情况。 MB、NTC等线切割机一般的张力控制在送线和收线相差不到1，只有安永的相差7.5。,7、工件的进给速度,工件的进给速度与钢线速度、砂浆的切割能力以及工件形状在进给的不同位置等有关。工件进给速度在整个切割过程中，是由以上的相关因素决定的，也是最没有定量的一个要素。但控制不好，也可能会出现线痕片等不良效果，影响切割质量和成品率。,二、常见线痕介绍与分析一,1、硅片表面出现单一的一条阴刻线（凹槽）、一条阳刻线（凸出）： 一般这种情况并不是由于碳化硅微粉的大颗粒造成的。而是由单晶硅在拉制过程
7、中出现的硬质点造成跳线，而形成的线痕。 2、硅片表面集中在同一位置的线痕，很乱且不规则： （1）机械原因 （2）导轮震动过大 （3）硅料内的大块硬质晶体3、硅片切割第一刀出现线痕，硅片表面很多并不太清晰： （1）沙浆粘度不够、碳化硅微粉粘浮钢线少、切削能力不够 （2）碳化硅微粉有大颗粒物 （3）钢线圆度不够、带沙量降低 （4）钢线的张力太小产生的位移划错 （5）钢线的张力太大、线弓太小料浆带不过去 （6）砂浆流量不够 （7）线速过高、带砂浆能力降低 （8）砂、液比例不合适 （9）热应力线膨胀系数太大 （10）各参数适配性差,八、常见线痕介绍与分析二,4、切割中集中在某一段的废片，是由于跳线引起
8、的，跳线的原因： （1）导轮使用时间太长、严重磨损引起的跳线 （2）砂浆的杂质进入线槽引起的跳线 5、常见阴刻线线痕： 由于晶棒本身有生成气孔，切割硅片后可见像硅表面一样亮的阴 刻线，严格地说它并不是线痕。6、常见部位的线痕： （1）进刀口：由于刚开始切割，钢线处在不稳定状态，钢线的波动产生的线痕（进线点质硬，加垫层可消除线摆）。 （2）倒角处的线痕：由于在粘结硅棒时底部残留有胶，到倒角处钢线带胶切割引起的线痕。 （3）硅棒后面的线痕：钢线磨损、造成光洁度、圆度都不够，带砂量低、切削能力下降、线膨胀系数增大引起的线痕。,三、断线原因介绍和分析总结,1、在加工室的断线原因： 主辊因素： 发生异常
9、磨耗（如深槽、明显划痕等）：换主辊 加工条件因素： 确认钢线弯曲度在合适范围内：否则需检查并重新设定加工条件并确认砂浆流量、温度合适； 测量钢丝直径，确认钢丝磨耗量在合适值范围内；否则需检查并重新设定加工条件；增加新线供应量或更换新线 砂浆因素： 确认砂浆粘度、比重在在合适值范围内：否则需定量更换或全量更换砂桨； 钢线跳槽因素： 开机前需仔细检查布线是否出现失误导致跳槽情况，否则需及时更正； 切割过程中硅棒内出现硬质点，也是钢丝跳槽的原因。,砂浆因素： 确认砂浆已进行了入库检验，否则需检验后再用； 确认砂浆是未过度使用的搅拌均匀的砂浆，否则需更换砂浆 ； 确认砂浆帘没有中断，这需检查砂浆喷嘴的
10、喷出状况； 确认砂浆中无异物混入，否则需除去砂浆中的污垢或更换； 确认1、3砂浆帘的位置应距钢线在2-3mm范围内。 加工物的掉落因素： 确认边材箱内无物杂引起断线，否则需及时清理干净杂物,2、卷筒室内的断线原因,导轮因素： 确认全部小导轮无异常磨耗、深槽或晃动过大 ，否则需更换损坏的小导轮的胶轮或轴承 ； 张力调节因素： 确认张力值的偏差不大，否则需确认线轴的卷线形状，调整反转端； 确认张力臂附近的小导轮是否有异常，否则需更换小导轮的胶轮或轴承； 确认张力臂动力锁有无松动，否则需拧紧动力锁； 确认卷筒直径设置与实际是否相符，不符则需重新设定卷筒直径； 确认钢线的安全率是否在设定值的2倍以上，
11、否则需设定合适的张力。,伸缩臂因素,伸缩臂机构的运行状态： 确认伸缩臂移动顺畅平稳，连接无松动，这需仔细检查传动机构各部件的运行状态、润滑情况、发热、振动等； 触轮： 确认触轮的转动灵活且无异常晃动，否则需仔细清理触轮缝隙间的砂浆或解体检查更换轴承等； 确认伸缩臂保护套未损坏而造成漏，否则需及时进行更换； 确信触轮无偏耗，否则需及时更换触轮； 信号传递： 在手动状态下检测触轮的转动信号在界面上能否及时正确的得到反馈，否则需更换编码器； 确认触轮的信号反馈时间，应调整在0.2-0.3s范围内。,收放线因素,卷筒 确认卷筒法兰部位无毛边、划痕，否则用砂轮去除毛边、划痕； 传动机构: 确认卷筒轴无异
12、常声音、发热及振动，否则需检查传动机构各部件，尤其是轴承的情况； 钢线的零位的设定： 核定钢线的零位的设定是否准确，否则需重新设定； 钢线质量： 钢线的卷螺距的波动或压线、直径不均或变小、弯曲度超出正常状态等均是引起钢丝断线的重要原因，需一一检查核定；,四、线切机机器本身常见故障及处理,1、机器振动 检查项目 主轴、卷筒的同步齿形带的张力 线轴的偏差 机器的级别 工厂的承受力,处理方案： 检查同步齿形带应无裂纹，调整其张力值在规定的范围内（主辊传动张力值52010；卷筒张力值34310）； 确认线轴的偏差在T.IR.0.5mm以下或线轴的伸长在2mm以下，在规定值以上时，请勿使用 机器的水平设
13、定为规定值0.1mm/m以内。 调整时，请不要放松调平螺栓。 机器应安置在地基的承载力在60kN/以上的场所。,2、主轴的异常,主轴发热或转动晃动、振动过大 主辊锥形部状态 主轴同步齿形带的张力 主辊跳动过大,主轴的回转量，或异常发热时，可判断轴承受损。 主轴锥形部和主轮锥形部发生磨耗时，请修正主轮锥形部。 确认同步齿轮带有无松弛，调整为规定张力。 皮带有裂纹时，更换皮带。 主轴圆跳动值 应在0.02 mm范围内，径向跳动值应 0.01mm范围内. 如圆跳值超出范围，请勿使用该主辊 如径向跳动值过大，或判断轴承受损。,3、主轴电机故障,主电机风扇不转动 主轴电机的异常发热、异常声音且振动过大
14、电机不转,检查清洁或更换风扇； 检查固定螺栓是否松动 轴承可能损坏，需更换； 检查电机及各相应元器件是否损坏；,五、加工精度不良的主要原因和处理,1、砂浆供给泵因素：-引起砂浆流量不足或不稳 叶轮磨损过大，现象为阀门开度未发生变化，但流量不足，需更换叶轮； 砂浆堵塞叶轮，一般发生在停机后未及时清洗或清洗不良引起； 泵电机发热加大，但无异常音响、振动，需检查并清洁风扇叶或更换扇叶； 泵电机发热加大，且异常音响、振动加大，这种情况一般是由轴承受损引起的； 电机不转动，需检查电机及相关部件，可能出现损坏； 2、搅拌机的因素：-引起搅拌不均 电机、减速机发热加大，但无异常音响、振动，需检查并清洁风扇叶
15、或更换扇叶； 电机、减速机发热加大，且异常音响、振动加大，这种情况一般是由轴承受损引起的； 电机不转动，需检查电机及相关部件，可能出现损坏； 电机转动，但减速机不动，需解体检查减速机内部可能摩擦轮出现打滑；需更换,3、砂浆循环管路流量不够或砂浆温度过高、喷桨不均等,配管堵塞，一般发生在停机后未及时清洗或清洗不良引起；需重新清洗后再运行，尤其需注意管路系统的几个死角位置的清理和检查； 确认热交换器的一次循环冷却水的温度、压力未出现异常，否则需检查各阀件的开启状态和损坏情况（冷却水的流速应在70L/min以上）。 确认砂浆供给进出口阀门的开度适当且阀门无损坏，砂浆流量在符合参数设定； 清理砂浆喷嘴
16、应无堵塞，检查切口部位应无损伤、击打痕迹等，否则更换砂浆喷嘴。,4、钢丝的质量-引起断线及线痕的可能增大,确认使用的钢丝的厂家、批次及是否得到了入厂检验；否则需重检或放弃使用； 测量钢丝直径，确认磨耗量是否在允许值内；（讨论点） 确认钢丝弯曲度值是否合适。弯曲度发生异常时，请确认砂浆的状态，重新设定加工条件；（经验判定） 确认钢丝张力的允许值，设定值和与允许值基本一致。发生偏差时，请在触屏上校对张力。 （讨论点）,5、主辊,槽形状不良：可能引起的因素包括正常磨耗、断线的划痕、砂浆中的异物、硅棒内的硬质晶粒等，需重新更换主辊再用 安装主辊时的静态精度（偏差精度），圆跳偏差应在20m以下。偏差大时，请取下主轮，确认锥形部是否附着有砂浆等异物并进行清扫。 清扫后偏差仍然较大时，有可能是主辊锥形部发生了磨耗 主辊在动态下，如感到有晃动，可能是主辊轴承受损，需及时详细检查，处理后才能正常使用； 主辊上钢丝跳槽：需及时确认主辊的槽形状以及砂浆里有无异物混入。,6、工件板,确认夹紧的状态下
