密封槽封邊金屬焊接的平面雙真空層玻璃及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及玻璃深加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種密封槽封邊金屬焊接的平面雙真空層玻璃及制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]真空玻璃作為一種最具節(jié)能潛力的新型玻璃，經(jīng)過十幾年的研究和發(fā)展，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；a(chǎn)，在許多領(lǐng)域尤其是建筑領(lǐng)域得到了較好的應(yīng)用；但也存在著明顯的不足之處，主要是生產(chǎn)效率低、產(chǎn)能小、不能生產(chǎn)鋼化真空玻璃等，限制了其在更大范圍內(nèi)的推廣應(yīng)用；現(xiàn)有真空玻璃規(guī)?；a(chǎn)是采用高溫(430-480°C)常壓下封邊、低溫(180-300°C)抽真空后封口的生產(chǎn)工藝，由于在封邊溫度下需要保溫一段時間、一般為15-20min，以使焊料充分熔化流動粘合進(jìn)而獲得較高的封接強(qiáng)度和氣密性，所以在高溫和長時間作用下鋼化玻璃在封邊過程中就會退火，盡管可以把鋼化玻璃的初始應(yīng)力做的很高但也只能得到半鋼化真空玻璃；鋼化真空玻璃不能生產(chǎn)的另一個主要原因是玻璃的平整度問題，玻璃在鋼化過程中會產(chǎn)生0.1-0.3%的變形，其形變量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于真空玻璃真空層的厚度，如果真空玻璃在生產(chǎn)過程中存在平整度不夠高(特別是鋼化玻璃)、焊料厚度不一致、封邊過程中加熱不均勻等因素就會導(dǎo)致封邊脫焊、氣密性不好而得不到真空玻璃，還會導(dǎo)致上下玻璃得不到支撐物充分而又均勻的支撐，抽真空后真空玻璃在大氣每平米約10噸壓力的作用下就會使玻璃的局部產(chǎn)生很大的應(yīng)力，這些應(yīng)力在玻璃的邊角處表現(xiàn)的更為明顯，而邊角處又是玻璃最薄弱的部位；在這些封邊應(yīng)力的長期作用下，受力較大的真空玻璃就會發(fā)生破裂而導(dǎo)致?lián)p壞，不但影響真空玻璃的使用壽命，而且可能會帶來安全問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在于針對現(xiàn)有真空玻璃存在的缺陷，提供一種密封槽封邊金屬焊接的平面雙真空層玻璃及其制作方法，這種真空玻璃及其制作方法工藝簡單、生產(chǎn)效率高，所制備的鋼化真空玻璃不但能夠減小或消除封邊應(yīng)力而且能夠保持鋼化玻璃的鋼化特性，可以大批量生產(chǎn)鋼化真空玻璃，并能增加其使用壽命。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種密封槽封邊金屬焊接的平面雙真空層玻璃，包括上玻璃、中間玻璃和下玻璃，其特征在于所述上玻璃、中間玻璃和下玻璃是平面玻璃，所述上玻璃和所述下玻璃是普通玻璃或是鋼化玻璃或是半鋼化玻璃，所述上玻璃、中間玻璃的下表面的周邊有密封條，所述中間玻璃、下玻璃的上表面周邊的對應(yīng)處有密封槽，所述上玻璃和所述下玻璃與所述中間玻璃經(jīng)快速加熱后在高溫下合片、其周邊通過金屬焊料在真空爐內(nèi)加壓下焊接在一起；通過熱壓焊接，消除玻璃的可變變形，使玻璃定型在使用狀態(tài)，減小和消除封邊應(yīng)力；所述上玻璃和所述下玻璃與所述中間玻璃之間形成兩個封閉的真空層，所述真空層內(nèi)有呈點(diǎn)陣排列的支撐物。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了平面雙真空層玻璃或平面鋼化雙真空層玻璃的制備方法，包括: 第一步，根據(jù)所需要制作的平面雙真空層玻璃的形狀和大小切割所需尺寸的三塊平面玻璃，在下玻璃和中間玻璃的周邊焊接處開設(shè)密封槽，并對三塊玻璃進(jìn)行磨邊、倒角、清洗和干燥處理；
第二步，在上玻璃和中間玻璃的周邊焊接處制備密封條，密封條能夠插于對應(yīng)的密封槽內(nèi)，并在至少一塊玻璃上制作支撐物、在密封條和密封槽的表面制作一層金屬漿料，隨后將三塊玻璃送入高溫爐或鋼化爐中進(jìn)行高溫或鋼化處理；
第三步，將中間玻璃和下玻璃周邊的密封槽內(nèi)均勻涂布金屬焊料，上、中、下玻璃分別送入氣氛加熱爐中，采用快速加熱的方式，使上、中、下玻璃在0.5-30min內(nèi)加熱至100-400°C、但低于焊料的熔化溫度5-50°C，將上、中、下玻璃在高溫下進(jìn)行合片；
第四步，玻璃合片后送入真空爐的預(yù)抽室中進(jìn)行預(yù)抽真空，預(yù)抽室的溫度與玻璃的溫度相近，但不低于玻璃的溫度，壓力為Ι-lOOPa，時間為0.5-5min ;預(yù)抽真空后的玻璃送入真空爐的真空室內(nèi)，真空室的溫度與焊料的溫度接近，但低于焊料的溫度；真空室的壓力為0.01-0.1Pa,時間為0.5-5min ;然后開啟紅外線加熱器使焊料的溫度迅速升高至焊料的熔化溫度以上；焊料熔化后玻璃送入真空爐的加壓室中，在焊料熔化狀態(tài)下，對上、下玻璃進(jìn)行加壓，使玻璃與焊料或支撐物均勻而又充分接觸，施加的壓力約為大氣的壓力、直至焊料凝固；加壓室的溫度低于焊料的熔化溫度20-100°C，加壓室的壓力為0.01-0.1Pa,時間為0.5-5min ;焊料初步凝固后，進(jìn)入真空爐的冷卻室中，在冷卻室中還可以對玻璃繼續(xù)加壓，直至焊料完全凝固；冷卻室的溫度低于焊料的熔化溫度100-200°C，冷卻室的壓力為1-1OOOPa,時間為 0.5-5min ；
第五步，固化的焊料將玻璃氣密性地焊接在一起，得到真空玻璃；真空玻璃從冷卻室進(jìn)入常壓冷卻爐中繼續(xù)冷卻至室溫。
[0006]其中，所述上玻璃和中間玻璃的下表面周邊至少各有一個密封條。
[0007]其中，所述中間玻璃和下玻璃的上表面周邊至少各有一個密封槽。
[0008]其中，所述密封條與所述密封槽相對應(yīng)，所述密封條能夠插入所述密封槽中。
[0009]其中，所述上玻璃、所述中間玻璃和所述下玻璃是普通玻璃、或是鋼化玻璃、或是半鋼化玻璃。
[0010]其中，所述上玻璃、所述中間玻璃和所述下玻璃是普通玻璃、或是鍍膜玻璃、或是Low-E玻璃。
[0011]其中，所述中間玻璃可以有一至數(shù)塊。
[0012]其中，所述密封條采用印制、打印或機(jī)械噴涂低溫玻璃粉或玻璃油墨或金屬漿料等方式制備。
[0013]其中，所述密封槽由機(jī)械加工或激光加工而成，優(yōu)選機(jī)械加工方式，如機(jī)械研磨、機(jī)械切削等。
[0014]其中，所述金屬漿料，為市售的金屬漿料或電子漿料，如銀漿等。
[0015]其中，所述金屬焊料為低溫金屬焊料和合金焊料，所述金屬焊料和合金焊料的熔化溫度為150-480 0C，優(yōu)選為300-450 °C，所述材料均為現(xiàn)有的市售物品，如金屬錫及其合全坐
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[0016]進(jìn)一步，所述金屬焊料的形狀為粉狀、條狀、片狀或塊狀、環(huán)狀、管狀或膏狀等或?yàn)槿刍囊后w。
[0017]其中，所述金屬焊料與所述玻璃或所述密封條之間有金屬漿料涂層，金屬漿料有助于金屬焊料與玻璃的緊密結(jié)合。
[0018]其中，所述支撐物由金屬、陶瓷、玻璃或高分子聚合物、復(fù)合材料制成，優(yōu)選采用印制、點(diǎn)膠或噴涂玻璃油墨或聚合物制備；所述支撐物可以在玻璃鋼化前制備，也可以在玻璃鋼化后制備。
[0019]其中，所述支撐物有一層或兩層；所述支撐物印制在一塊玻璃上，或印制在兩塊玻璃上，普通真空玻璃優(yōu)選印制在一塊玻璃上，鋼化真空玻璃優(yōu)選印制在兩塊玻璃上；所述支撐物可以在常溫下制作，也可以在高溫下制作。
[0020]其中，所述支撐物為柱狀，或?yàn)闂l狀；當(dāng)支撐物印制在一塊玻璃上時，優(yōu)選為圓柱狀；當(dāng)支撐物同時印制在兩塊玻璃上時，優(yōu)選為長條狀，并垂直疊放。
[0021 ] 其中，所述加熱爐是有中性或還原性氣體保護(hù)的氣氛加熱爐，所述中性或還原性氣體為氬氣、氮?dú)饣驓錃獾?；所述加熱爐可以是間歇式加熱爐或是連續(xù)式加熱爐，優(yōu)選連續(xù)加熱爐。
[0022]其中，所述加熱爐可以具有一至數(shù)個加熱室，優(yōu)選3-5個加熱室，如所述上玻璃、中玻璃和下玻璃的快速加熱以及合片等工序優(yōu)選在各自的加熱室中進(jìn)行，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量；所述加熱室的加熱系統(tǒng)可采用熱風(fēng)加熱或電阻加熱(紅外加熱)的方式如電熱絲、電熱管、電熱板等，還可以采用微波加熱；優(yōu)選采用熱風(fēng)與紅外線聯(lián)合加熱，紅外線優(yōu)選近紅外線和中紅外線，選擇性加熱金屬焊料，使玻璃的溫度低于金屬焊料的溫度，進(jìn)一步保持鋼化玻璃的鋼化特性；在加熱Low-e玻璃時，也可以采用遠(yuǎn)紅外線加熱，由于低輻射膜的存在，可以使玻璃的溫度明顯低于焊料的溫度；
進(jìn)一步，所述上玻璃、中玻璃和下玻璃的快速加熱，是在較短的時間內(nèi)，如0.5-30min,優(yōu)選0.5-10min,進(jìn)一步優(yōu)選為0.5_3min,將所述上、中、下玻璃以及金屬焊料加熱至一設(shè)定的溫度，如100-500°C，優(yōu)選為180-480°C，從而不會導(dǎo)致鋼化玻璃明顯退火；
進(jìn)一步，所述合片加熱室，是將所述上玻璃通過高溫真空吸盤、機(jī)械手等裝置，依靠測量、定位等控制系統(tǒng)在高溫下，如180-480°C，與所述下玻璃合在一起；
其中，所述真空爐是連續(xù)式真空爐，包括預(yù)抽室、真空室、加壓室和冷卻室等單元；玻璃的輸送優(yōu)選采用類似于鋼化爐的輥道結(jié)構(gòu)。
[0023]其中，所述真空爐加壓室，是所述玻璃合片后在加壓室中進(jìn)行加壓和冷卻，加壓目的是使消除所述上、下玻璃的可變變形，使所述上、下玻璃得到焊料或支撐物的充分而又均勻的支撐；所述加壓的壓力約為大氣的壓力，優(yōu)選為0.1MPa ;所述加壓可以采用機(jī)械加壓、氣壓、液壓等常用的加壓方式和相應(yīng)的裝置；所述加壓的時間持續(xù)至焊料凝固定型為止，即所述上、下玻璃定型在使用狀態(tài)，從而消除封邊應(yīng)力。
[0024]其中，所述真空爐加熱，可以采用紅外線加熱，也可以采用其他適當(dāng)?shù)募訜嵫b置或加熱手段。
[0025]進(jìn)一步，所述加熱，可以加熱玻璃整體，也可以局部加熱焊料。
[0026]其中，所述焊料的涂布可以采用點(diǎn)膠機(jī)進(jìn)行。
[0027]其中，所述密封膠優(yōu)選有機(jī)密封膠，進(jìn)一步優(yōu)選為熱熔膠、熱固膠或雙組份密封膠；所述保護(hù)套管由塑料或橡膠材料制成。
[0028]本發(fā)明的有益效果: 本發(fā)明借鑒鋼化爐的快速加熱原理，分別對真空玻璃