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CN102079631A - 钢化真空玻璃封接方法及其产品 - Google Patents

钢化真空玻璃封接方法及其产品 Download PDF

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CN102079631A CN2010105300860A CN201010530086A CN102079631A CN 102079631 A CN102079631 A CN 102079631A CN 2010105300860 A CN2010105300860 A CN 2010105300860A CN 201010530086 A CN201010530086 A CN 201010530086A CN 102079631 A CN102079631 A CN 102079631A
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welded
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Abstract

本发明公开了一种钢化真空玻璃封接方法，该方法首先通过局部加热在钢化玻璃板边缘待封接表面烧结与玻璃板固结在一起的金属化层；然后，采用金属钎焊工艺对两片玻璃板边缘进行气密封接，或者，通过在待封接的两片玻璃板的金属化层之间气密焊接连接金属封接片，实现对两片玻璃板边缘的气密封接。本发明通过局部加热在玻璃板上烧结金属化层，并以该金属化层为基础对两片玻璃板边缘进行气密封接，为利用钢化玻璃板制作真空玻璃提供了一种新的技术途径。利用本发明方法制作的钢化真空玻璃，不仅具有封接部位连接牢固、气密性高、耐热冲击性好等优点，而且，由金属封接片构成的封接结构，能够很好地适应真空玻璃中内外层玻璃板因温差而产生的温度变形，为真空玻璃的安全使用提供了技术保障。

Description

钢化真空玻璃封接方法及其产品
技术领域
本发明涉及一种钢化真空玻璃的封接方法及其产品。
背景技术
由多片玻璃板复合而成的真空玻璃以其优良的隔音、隔热、保温性能受到人们的重视，也成为人们竞相研究的课题。
早先，人们曾经利用各种塑料或树脂材料对玻璃板边缘进行封接，来制作真空玻璃。如，有专利文献提到用PC、ABS、LDPE、PVC等有机玻璃作为封接材料，还有的专利文献中采用PVB、EVA(EN)等夹层玻璃的材料，其加工方法都是把上述材料置于两片玻璃板之间后与玻璃板一起制成预制件，然后将预制件置于适当的条件下进行压合，实现对玻璃板边缘的封接。这种工艺类似于制作夹层玻璃的工艺，虽然可以实现玻璃板之间的复合封接，但大多数塑料和树脂材料自身的气体渗透率和透湿度都远远大于玻璃，而且，大多数有机材料与玻璃板表面只是物理粘合，很难保证结合部不渗漏，一旦出现气体(包括水汽)的渗入，将直接导致封接强度减弱、夹层内结露、玻璃霉变。另外，随着时间的推移，有机材料的老化问题也直接影响到真空玻璃的使用寿命。因此，上述方法已经逐渐淡出真空玻璃的制作。
后来，人们又发明了用低熔点玻璃料作为封接材料来制作真空玻璃，即：首先将低熔点玻璃料放置在相邻两片玻璃板边缘待封接处，然后通过火焰或电热使低熔点玻璃料熔化而将两片玻璃板边缘处气密连接。因该工艺采用的低熔点玻璃料通常为铅锌系(PbO-ZnO)玻璃料，其中的铅金属会危害环境和人体健康，因而，长期使用存在环保风险；同时，利用这种工艺封接后的玻璃板会产生边缘热应力，还需要进行适当的退火处理，结果大大降低了生产效率、提高了加工成本；尤为不利的是，这种工艺封接时的加热温度一般在400℃～500℃左右，对于经过钢化处理的玻璃板，采用该工艺进行封接后，将会造成钢化玻璃板退火，失去玻璃板的安全特性。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种钢化真空玻璃封接方法，利用该方法制作钢化真空玻璃，可避免对构成真空玻璃的钢化玻璃板造成退火，保证钢化玻璃板的安全特性。本发明同时还提供一种按照本发明封接方法加工的钢化真空玻璃产品。
为了达到上述目的，本发明钢化真空玻璃封接方法具体为：
1)在钢化玻璃板边缘待封接表面制备金属浆料涂层；
2)对金属浆料涂层所在部位进行局部加热，将金属浆料涂层烧结成与玻璃板固结在一起的金属化层；
3)采用金属钎焊工艺，直接将待封接的两片玻璃板上相互对应的金属化层相互气密焊接连接，实现对两片玻璃板边缘的气密封接；或者，通过在待封接的两片玻璃板的金属化层之间气密焊接连接金属封接片，实现对两片玻璃板边缘的气密封接。
进一步，所述金属浆料涂层以浸涂、喷涂、丝网印刷、手工涂覆或机械涂覆的方式制备在玻璃板表面上。
进一步，步骤2)中所述的进行局部加热的加热方式为激光加热、火焰加热、电流加热、感应加热或微波加热。
当采用金属钎焊工艺焊接连接两片玻璃板上的所述金属化层时，首先，在两片玻璃板上相对应的金属化层之间放置钎料金属箔，或在至少其中之一金属化层表面预镀钎料金属，然后，再按照金属钎焊工艺完成后续焊接。
进一步，所述钎料金属箔和所述钎料金属的材料为锡合金钎料。
进一步，所述金属钎焊工艺在惰性气体保护下进行，或在H2气或N2气环境中进行，或在真空环境下进行。
进一步，所述金属钎焊工艺的钎焊温度≤350℃。
当利用金属封接片对两片玻璃板的边缘进行气密封接时，金属封接片既可以由一片金属片构成，也可以由两片金属片构成。
进一步，所述金属封接片由两片金属片构成，在对两片玻璃板边缘进行气密封接时，所述两片金属片首先通过金属钎焊工艺或超声波焊接工艺，择一地与待封接的两片玻璃板上的所述金属化层气密焊接连接，然后再通过将两片金属片之间气密焊接连接，来实现对两片玻璃板边缘的气密封接。
进一步，所述两片金属片被各自引出所连接的玻璃板后，通过金属钎焊工艺或超声波焊接工艺或熔化焊工艺相互气密焊接连接。
进一步，所述两片金属片从所封接的两片玻璃板之间引出，该两片金属片分别与所封接的两片玻璃板内表面上的所述金属化层气密焊接连接。
进一步，所述两片金属片其中之一从所封接的两片玻璃板之间引出，并与其中一片玻璃板内表面上的所述金属化层气密焊接连接，另一个金属片与另一片玻璃板外表面上的所述金属化层气密焊接连接。
进一步，所述两片金属片分别与所封接的两片玻璃板外表面上的所述金属化层气密焊接连接。
进一步，所述金属化层被制备在所述待封接玻璃板的边沿上；所述金属封接片由一片金属片构成，该金属片通过金属钎焊工艺或超声波焊接工艺分别与所述待封接的两片玻璃板上的所述金属化层气密焊接连接。
进一步，所述金属封接片由一个断面为U形的金属片构成，该U形金属片两侧边分别与待封接的两片玻璃板上的所述金属化层气密焊接连接。
进一步，所述U形金属片位于所封接的两片玻璃板之间，其侧边通过金属钎焊工艺与所述金属化层气密焊接连接。
进一步，所述U形金属片两侧边位于所封接的两片玻璃板之间，并通过金属钎焊工艺与所述金属化层气密焊接连接，金属片上U形断面底部部分伸出到两片玻璃板之外。
进一步，所述U形金属片的其中一个侧边位于所封接的两片玻璃板之间，并通过金属钎焊工艺或超声波焊接工艺与其中一片玻璃板内表面上的所述金属化层气密焊接连接，金属片的另一个侧边绕过另一片玻璃板的边沿后，通过金属钎焊工艺或超声波焊接工艺与该玻璃板外表面上的所述金属化层气密焊接连接。
进一步，所述U形金属片包覆所封接的两片玻璃板的边沿，其两侧边通过金属钎焊工艺或超声波焊接工艺分别与两片玻璃板外表面上的所述金属化层气密焊接连接。
一种钢化真空玻璃，包括相互复合的两片或多片钢化玻璃板，该真空玻璃周边按上述封接方法进行封接。
本发明通过在钢化玻璃板表面烧结金属化层，并以该金属化层为基础，采用焊接工艺对两片玻璃板边缘进行气密封接，尤其是通过采用局部加热的方式来制备金属化层，使玻璃板的受热范围被控制在其边缘部位，加之不论是前期的局部加热烧结金属化层，还是后续的焊接工艺，也都只是使玻璃板在很短时间内受热，避免了对玻璃板造成退火，使钢化玻璃板的安全特性得以保持，为制作真空玻璃、尤其是利用钢化玻璃板制作真空玻璃提供了一种新的技术途径。利用本发明方法制作的钢化真空玻璃，不仅具有封接部位连接牢固、气密性高、耐热冲击性好等优点，而且，由金属封接片构成的封接结构，能够很好地适应真空玻璃中内外层玻璃板因温差而产生的温度变形，为真空玻璃的安全使用提供了技术保障。
附图说明
图1为表面烧结有金属化层的钢化玻璃板的示意图；
图2为本发明钢化真空玻璃实施例1结构示意图；
图3为本发明实施例2结构示意图；
图4为本发明实施例3结构示意图；
图5为图4中金属片7的结构示意图；
图6为本发明实施例4结构示意图；
图7为本发明实施例5结构示意图；
图8为本发明实施例6结构示意图；
图9为本发明实施例7结构示意图；
图10为本发明实施例8结构示意图；
图11为本发明实施例9结构示意图；
图12为本发明实施例10结构示意图；
图13为本发明实施例11结构示意图；
图14为本发明实施例12结构示意图；
图15为本发明实施例13结构示意图。
图中1为钢化玻璃板上烧结的金属化层，2为上片钢化玻璃板，3为下片钢化玻璃板，4为中间支撑物，5为两片钢化玻璃板之间的真空空间，6为中间层钢化玻璃板，7为金属片，7-1为断面为U形的金属片7的上侧边，7-2为断面为U形的金属片7的下侧边，7a为上片金属片，7b为下片金属片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
按照本发明封接方法，利用钢化玻璃板制作钢化真空玻璃时，首先，在钢化玻璃板边缘待封接表面制备金属浆料涂层；然后，对金属浆料涂层所在部位进行局部加热，将金属浆料涂层烧结成与玻璃板固结在一起的金属化层，所烧结的金属化层1如图1中所示；然后，将待封接的两片玻璃板2、3按图2所示状态进行复合，并在两片玻璃板2、3上相互对应的两个金属化层1之间设置金属钎焊焊料；最后，采用金属钎焊工艺，直接将两片玻璃板上相互对应的金属化层1相互气密焊接连接，实现对两片钢化玻璃板边缘的气密封接。图2中4为设置在两片玻璃板2、3之间的中间支撑物，5为封接后两片玻璃板2、3之间形成的真空空间。
其中的金属浆料涂层可以采用浸涂、喷涂、丝网印刷、手工涂覆或机械涂覆等方式将其制备在玻璃板表面上。
对金属浆料涂层进行烧结时，可以采用激光加热、火焰加热、电流加热、感应加热或微波加热等加热方式对玻璃板上金属浆料涂层所在的部位进行局部加热。
在两片玻璃板上相对应的金属化层1之间设置金属钎焊焊料时，可以采取放置钎料金属箔的方式进行，也可以在至少其中之一的金属化层1的表面预镀钎料金属，然后，再按照金属钎焊工艺完成后续焊接。
所选用的钎料金属箔和所预镀的钎料金属的材料可以是锡合金钎料，这样可尽可能降低钎焊温度，以避免对钢化玻璃板的钢化状态造成影响。
上述钎焊焊接过程可以在惰性气体保护下进行，或在H2气或N2气环境中进行，还可以在真空环境下进行，这样有助于提高钎焊焊接质量。
因两片玻璃板上的金属化层1通过金属钎焊工艺相互焊接连接，自然，构成金属化层的金属材料应选用适于钎焊焊接的金属材料。
为了避免焊接过程对钢化玻璃板的钢化状态造成影响，应控制金属钎焊工艺的钎焊温度≤350℃。
金属钎焊工艺可以采用感应加热、激光加热、微波加热等各种适当的加热方式。
图2所示为由两片玻璃板复合而成的钢化真空玻璃，按照上述本发明封接方法，还可加工图3中所示的由3片和3片以上钢化玻璃板复合而成的钢化真空玻璃，与图2中的真空玻璃所不同的是，图3所示的真空玻璃中，位于中间层的钢化玻璃板6的上下两侧表面均需烧结金属化层1，以便分别与上下方玻璃板上的金属化层1焊接连接。
本发明封接方法中，在完成玻璃板表面金属化层1的烧结后，除了采用金属钎焊工艺直接焊接连接两片玻璃板上的金属化层1对两片玻璃板边缘进行封接之外，还可以通过在待封接的两片玻璃板的金属化层1之间气密焊接连接金属封接片，实现对两片玻璃板边缘的气密封接，并且，所述的金属封接片可以由一片金属片构成，也可以由两片金属片构成。
当金属封接片由一片金属片构成时，该金属片可以是断面为U形的金属片。下面以图4中实施例3为例，对利用断面为U形的金属片对两片玻璃板边缘进行封接的封接方法进行说明。
首先，如上面所述，以局部加热方式，在钢化玻璃板边缘待封接表面烧结如图1所示的金属化层1；然后，将上下两片玻璃板2、3按图4所示状态进行复合，在两片玻璃板的金属化层1之间设置如图5所示断面为U形的金属片7，使金属片7的两个侧边7-1、7-2分别与上下两片玻璃板上的金属化层1相对，并在金属片侧边7-1、7-2与金属化层1之间设置钎焊料；最后，利用金属钎焊工艺将金属片7两侧边7-1、7-2与各自对应的金属化层1气密焊接连接，完成对两片玻璃板2、3边缘的气密封接。
因金属片7与金属化层1钎焊连接，故断面为U形的金属片7也应由适于钎焊焊接的金属制成。
图6所示为本发明实施例4，在该实施例中，断面为U形的金属片7两侧边7-1、7-2位于所封接的上下两片玻璃板之间，并通过金属钎焊工艺分别与上下两片玻璃板上的金属化层1气密焊接连接，金属片7上U形断面底部部分伸出到两片玻璃板外。与图4中的实施例3相比，该实施方式中的金属片7具有更大的变形裕度，可适应两片玻璃板相对出现的更大的温度变形。
在图7所示的实施例5中，断面为U形的金属片7包覆所封接的上下两片玻璃板2、3的边沿，金属片7的两个侧边7-1、7-2分别与两片玻璃板2、3外表面上的金属化层1气密焊接连接。
在图8所示的实施例6中，断面为U形的金属片7的其中一个侧边位于所封接的两片玻璃板之间，并与其中下片玻璃板内表面上的金属化层1气密焊接连接，金属片7的另一个侧边绕过上片玻璃板的边沿后与上片玻璃板外表面上的金属化层1气密焊接连接。
需要指出的是，在制作图7和图8所示钢化真空玻璃时，金属片7两侧边与金属化层1之间既可以通过金属钎焊工艺相互气密焊接连接，也可以通过超声波焊接工艺相互气密焊接连接。
上述图4-图8所示实施例中的真空玻璃均由两片玻璃板复合而成，利用断面为U形的金属片7作为金属封接片，也可制作包含3片和3片以上玻璃板的真空玻璃。
在图9所示的实施例7中，真空玻璃由3片钢化玻璃板复合而成，与两片玻璃板复合的真空玻璃所不同的是，位于中间的玻璃板6的两侧表面上均要烧结金属化层1，以便通过断面为U形的金属片7分别与其上方和下方的两片玻璃板进行气密封接。
如图10所示为本发明实施例8，该实施例中的金属封接片由两片金属片构成时，其封接步骤如下：
首先，如前所述，以局部加热方式，在钢化玻璃板边缘待封接表面烧结图1所示的与玻璃板固结在一起的金属化层1；然后，将上下两片金属片7a、7b分别与上下两片玻璃板2、3上的金属化层1气密焊接连接，并将金属片引出到其所连接的玻璃板之外；最后，将两片玻璃板2、3按图10所示状态进行复合，并将两片金属片7a、7b上伸出到两片玻璃板之外的部分相互气密焊接连接，实现对两片玻璃板2、3边缘的气密封接。
金属片7a、7b与玻璃板2、3上的金属化层1之间可以通过金属钎焊工艺相互气密焊接连接，也可以采用超声波焊接工艺将其相互气密焊接连接。
对于两片金属片7a、7b上伸出到玻璃板之外部分之间的连接，可采用金属钎焊工艺或超声波焊接工艺或熔化焊工艺将二者相互气密焊接连接。
图11所示为本发明实施例9，与实施例8相比，实施例9中的金属片7b从两片玻璃板之间引出，并与下片玻璃板内表面上的金属化层1气密焊接连接，金属片7a与上片玻璃板外表面上的金属化层1气密焊接连接。
图12所示为本发明实施例10，在该实施例中，两片金属片7a、7b分别与两片玻璃板外表面上的金属化层1气密焊接连接。
图13所示为本发明实施例11，该实施例中的真空玻璃由3片钢化玻璃板复合而成，如前所述，位于中间的钢化玻璃板6的上下表面均要烧结金属化层1，以便通过金属片7a、7b分别与其上方和下方的两片玻璃板进行气密封接。
图14所示为本发明实施例12，作为本发明的一种特殊实施方式，在该实施例中，金属化层1烧结在玻璃板2、3的边沿上，并且两片玻璃板2、3的边缘通过一片金属封接片7进行封接，金属封接片7分别与两片玻璃板边沿上的金属化层1气密焊接连接。
为了使金属封接片7能够适应内外层玻璃板边沿因温差而相对出现较大的伸缩变形，如图15中实施例13所示，可以在实施例12中的金属封接片7的中间部位设置弧形连接段。
图14、图15所示实施例结构简单，操作方便，尤其适合玻璃板厚度较大时采用。
上述示例只是用于说明本发明，本发明的实施方式并不限于这些示例，本领域技术人员所做出的符合本发明思想的各种具体实施方式都在本发明的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种钢化真空玻璃封接方法，其特征在于，该封接方法具体为：
1)在钢化玻璃板边缘待封接表面制备金属浆料涂层；
2)对金属浆料涂层所在部位进行局部加热，将金属浆料涂层烧结成与玻璃板固结在一起的金属化层；
3)采用金属钎焊工艺，直接将待封接的两片玻璃板上相互对应的金属化层相互气密焊接连接，实现对两片玻璃板边缘的气密封接。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属浆料涂层以浸涂、喷涂、丝网印刷、手工涂覆或机械涂覆的方式制备在玻璃板表面上。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中所述的进行局部加热的加热方式为激光加热、火焰加热、电流加热、感应加热或微波加热。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行所述步骤3)时，首先，在所述两片玻璃板上相对应的所述金属化层之间放置钎料金属箔，或在至少其中之一金属化层表面预镀钎料金属，然后，再按照金属钎焊工艺完成后续焊接。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述钎料金属箔和所述钎料金属的材料为锡合金钎料。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属钎焊工艺在惰性气体保护下进行，或在H2气或N2气环境中进行，或在真空环境下进行。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属钎焊工艺的温度≤350℃。
8.一种钢化真空玻璃封接方法，其特征在于，该封接方法具体为：
1)在钢化玻璃板边缘待封接表面制备金属浆料涂层；
2)对金属浆料涂层所在部位进行局部加热，将金属浆料涂层烧结成与玻璃板固结在一起的金属化层；
3)通过在待封接的两片玻璃板的金属化层之间气密焊接连接金属封接片，实现对两片玻璃板边缘的气密封接。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述金属封接片由两片金属片构成，在对两片玻璃板边缘进行气密封接时，所述两片金属片首先通过金属钎焊工艺或超声波焊接工艺，择一地与待封接的两片玻璃板上的所述金属化层气密焊接连接，然后再通过将两片金属片之间气密焊接连接，来实现对两片玻璃板边缘的气密封接。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述两片金属片被各自引出所连接的玻璃板后，通过金属钎焊工艺或超声波焊接工艺或熔化焊工艺相互气密焊接连接。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述两片金属片从所封接的两片玻璃板之间引出，该两片金属片分别与所封接的两片玻璃板内表面上的所述金属化层气密焊接连接。
12.如权利要求10所述的真空玻璃，其特征在于，所述两片金属片其中之一从所封接的两片玻璃板之间引出，并与其中一片玻璃板内表面上的所述金属化层气密焊接连接，另一个金属片与另一片玻璃板外表面上的所述金属化层气密焊接连接。
13.如权利要求10所述的真空玻璃，其特征在于，所述两片金属片分别与所封接的两片玻璃板外表面上的所述金属化层气密焊接连接。
14.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述金属化层被制备在所述待封接玻璃板的边沿上；所述金属封接片由一片金属片构成，该金属片通过金属钎焊工艺或超声波焊接工艺分别与所述待封接的两片玻璃板上的所述金属化层气密焊接连接，实现对两片玻璃板边缘的气密封接。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述金属片上分别与所述待封接的两片玻璃板上的所述金属化层气密焊接连接的两部分之间，还设置有弧形连接段。
16.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述金属封接片由一个断面为U形的金属片构成，该U形金属片两侧边分别与待封接的两片玻璃板上的所述金属化层气密焊接连接，实现对两片玻璃板边缘的气密封接。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述U形金属片位于所封接的两片玻璃板之间，其侧边通过金属钎焊工艺与所述金属化层气密焊接连接。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述U形金属片两侧边位于所封接的两片玻璃板之间，并通过金属钎焊工艺与所述金属化层气密焊接连接，金属片上U形断面底部部分伸出到两片玻璃板之外。
19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述U形金属片的其中一个侧边位于所封接的两片玻璃板之间，并通过金属钎焊工艺或超声波焊接工艺与其中一片玻璃板内表面上的所述金属化层气密焊接连接，金属片的另一个侧边绕过另一片玻璃板的边沿后，通过金属钎焊工艺或超声波焊接工艺与该玻璃板外表面上的所述金属化层气密焊接连接。
20.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述U形金属片包覆所封接的两片玻璃板的边沿，其两侧边通过金属钎焊工艺或超声波焊接工艺分别与两片玻璃板外表面上的所述金属化层气密焊接连接。
21.一种钢化真空玻璃，包括相互复合的两片或多片钢化玻璃板，其特征在于，该真空玻璃周边按上述权利要求1-20任一所述方法进行封接。
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