專利名稱：一種用于高溫超導(dǎo)電流引線的超導(dǎo)疊的真空焊接裝置及焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大型超導(dǎo)磁體的高溫超導(dǎo)電流引線的超導(dǎo)疊的焊接裝置及方法。
背景技術(shù)：
大型磁體可廣泛應(yīng)用于能源、醫(yī)學(xué)、國(guó)防和大科學(xué)研究等領(lǐng)域，為醫(yī)用磁共振成像、可控核聚變、粒子加速器等提供大范圍、高強(qiáng)度的磁場(chǎng)。高溫超導(dǎo)(HTS)電流引線減少了引線發(fā)熱和傳熱損耗，可提高磁體能效，改善運(yùn)行條件，是目前大型磁體技術(shù)發(fā)展的前沿方向之一。根據(jù)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，歐洲強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)采用的大型磁體，使用常規(guī)銅電流引線時(shí)熱損耗達(dá)47W/kA，采用液氦冷卻銅引線時(shí)為1. 04W/kA，而采用高溫超導(dǎo)引線可使熱損耗下降到
O.lW/kA。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外磁體研制和應(yīng)用機(jī)構(gòu)已逐步采用高溫超導(dǎo)引線替代傳統(tǒng)的銅電流引線，并為磁體產(chǎn)品帶來(lái)了顯著的性能突破。在我國(guó)，隨著國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)項(xiàng)目的開(kāi)展和深入，在國(guó)家“863”等科技計(jì)劃的支持下，也開(kāi)展了采用高溫超導(dǎo)材料研制大型磁體電流引線的研究工作，并應(yīng)用在中國(guó)熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(EAST)等大型磁體裝置中。聞溫超導(dǎo)置(HTS置)是超導(dǎo)電流引線的基本載電流兀件，HTS置研制的技術(shù)目標(biāo)是在保證大通流能力的同時(shí)盡量降低漏熱，主要實(shí)現(xiàn)途徑包括采用低熱導(dǎo)率的銀金合金代替銀作為高溫超導(dǎo)帶材的包套材料；通過(guò)改善線疊制作工藝提高單位截面載流能力，進(jìn)而通過(guò)減少導(dǎo)熱面積來(lái)降低漏熱等。實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的主要技術(shù)難點(diǎn)在于良好、可靠的焊接工藝及相應(yīng)裝置，提高HTS疊制作的尺寸精度，改善超導(dǎo)疊的致密度，減少在焊接過(guò)程中的損傷和雜質(zhì)入侵等。HTS疊的焊接質(zhì)量對(duì)HTS組件的載流能力、漏熱和其電阻有很大的影響。因?yàn)镠TS組件是由十幾個(gè)HTS疊并聯(lián)而成的，而超導(dǎo)帶之間的釬焊層是有電阻的，差的釬焊質(zhì)量將增加層間電阻，不均勻的超導(dǎo)疊電阻將導(dǎo)致電流不均勻分布，并使HTS組件產(chǎn)生額外的焦耳熱。其次，如果層間釬料過(guò)多，也會(huì)增加縱向漏熱，因?yàn)楹稿a的熱導(dǎo)率略比銀金合金低，而比分流器材料錫磷青銅和不銹鋼大得多。歐洲核子研究中心(CERN)等單位提出了采用真空焊接工藝解決焊接過(guò)程中超導(dǎo)帶材和焊錫氧化等問(wèn)題，采用無(wú)鉛、無(wú)助焊劑工藝減少焊接引入的雜質(zhì)等方案，部分解決了上述問(wèn)題。前采用的方法多是將模具放置在外部加熱的常規(guī)真空爐內(nèi)進(jìn)行焊接，焊接用模具的體積較大，因此真空爐的體積也較大，升降溫過(guò)程較長(zhǎng)，焊錫凝固較慢，導(dǎo)致易虛焊等問(wèn)題，同時(shí)加熱能耗也大，焊接周期長(zhǎng)，效率低。為了解決上述問(wèn)題，專利CN200810021330. 3中提出了一種用于高溫超導(dǎo)電流引線的超導(dǎo)疊釬焊方法及裝置，其采用在真空條件下，將模具放置在平板電加熱器上加熱，并利用在模具底板與平板電加熱器之間插入有冷卻水管的銅板進(jìn)行冷卻。但這樣的對(duì)真空系統(tǒng)要求比較高，同時(shí)存在的升、降溫速度慢會(huì)引起虛焊問(wèn)題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了另一種真空焊接電流引線用超導(dǎo)疊的焊接裝置及焊接方法，目的是克服現(xiàn)有超導(dǎo)疊焊接方法及裝置存在的升、降溫速度慢及其引起的虛焊問(wèn)題，提高超導(dǎo)疊的焊接效率和質(zhì)量。根據(jù)真空焊接的技術(shù)要求，提供了一種在不破壞真空度、不影響超導(dǎo)疊致密度的前提下快速冷卻超導(dǎo)疊的裝置。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)單個(gè)和多個(gè)超導(dǎo)疊的快速焊制，得到的超導(dǎo)疊具有良好的致密度、焊接效果和載流能力，在自場(chǎng)、77K下測(cè)量，7層疊的臨界電流可達(dá)到原始帶材的70%，4層疊的臨界電流超過(guò)原始帶材的80%，可滿足大型磁體電流引線降低發(fā)熱與傳熱的要求，節(jié)約制冷功率，改善磁體運(yùn)行環(huán)境。本發(fā)明提供的真空焊接裝置如下有一個(gè)獨(dú)立加熱的真空室，在所述的真空室內(nèi)設(shè)置有冷基座和熱基座，真空室內(nèi)還包括一個(gè)可活動(dòng)的焊接模具，以及可使模具在真空室內(nèi)活動(dòng)的活動(dòng)部件。首先，所述的真空焊接裝置有一個(gè)獨(dú)立加熱的真空室，真空室為不銹鋼制成的管狀或是方形，真空室外纏繞加熱絲或加熱帶并連接獨(dú)立的電源和控制器，可獨(dú)立調(diào)整真空室外壁的溫度，并保持恒定。真空室連接真空抽氣裝置，保證真空度可好于lOPa。在真空室內(nèi)，設(shè)置有冷基座和熱基座,兩基座各有一個(gè)拋光的金屬平面,材質(zhì)可為鋁或不銹鋼。在熱基座內(nèi)有加熱絲5、6、7，并分別連接控溫裝置，3根加熱絲分別安裝在熱基座長(zhǎng)度方向的頭、中、尾部，可分別控制輸入電流，改善加熱均勻性。冷基座與真空室內(nèi)壁保持良好熱接觸，熱基座與真空室內(nèi)壁之間用絕熱材料支撐，減少由真空室向熱基座的傳熱。焊接時(shí)焊接模具置于真空室內(nèi)的熱基座上，加熱到指定溫度后，通過(guò)活動(dòng)部件使模具與熱基座脫離并與冷基座接觸，實(shí)現(xiàn)迅速降溫。焊接模具與冷基座或熱基座接觸的表面拋光。焊接模具一側(cè)與活動(dòng)部件接觸，未與活動(dòng)部件接觸的那一側(cè)與軌道接觸。所述的使模具在真空室內(nèi)活動(dòng)的活動(dòng)部件為推桿或轉(zhuǎn)軸，推桿或轉(zhuǎn)軸可配有軌道，軌道為不銹鋼導(dǎo)向斜面或是滾動(dòng)導(dǎo)軌，在通過(guò)推桿或轉(zhuǎn)軸使得焊接模具與冷基座或熱基座接觸時(shí)方便移動(dòng)。所述的活動(dòng)部件穿過(guò)真空室外壁處設(shè)置兩道或多道橡膠密封環(huán)，形成真空密封，并可在不破壞真空室真空度的情況下自由轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)。焊接模具包括有U型模槽，根據(jù)待焊接線疊的長(zhǎng)度，U型模槽的長(zhǎng)度保證兩端各超出待焊接線疊約5cm，在所述的U型模槽內(nèi)嵌入兩個(gè)壓條，壓條為鈦合金、耐高溫不銹鋼或者硬鋁合金，其中，一個(gè)為與U型模槽固定的固定壓條，另一個(gè)為活動(dòng)壓條，可通過(guò)螺絲來(lái)調(diào)整與固定壓條間的距離，使得兩個(gè)壓條與超導(dǎo)疊緊密接觸。壓條與超導(dǎo)疊接觸的部分進(jìn)行滾花處理，花紋作為焊錫熔化后溢出的通道，這一部分同時(shí)進(jìn)行表面鈍化，避免焊錫將超導(dǎo)疊和模具焊在一起，使焊制后的超導(dǎo)疊可以自由取出。所述的焊接模具還包括有一個(gè)與模槽等長(zhǎng)的壓塊，壓塊與模槽間由螺絲和彈簧連接。U型模槽和壓塊為同種材料，為耐高溫不銹鋼或者硬鋁合金，以保證加熱時(shí)熱膨脹率一致。壓塊橫截面為T字型，下表面寬度與超導(dǎo)疊寬度相等，上表面與U型模槽寬度相等并實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)配合，T字型臺(tái)階的高度保證壓塊與兩個(gè)壓條不接觸，壓塊的下表面拋光。壓塊上方有螺絲和彈簧，通過(guò)螺絲和彈簧將U型模槽與壓塊螺紋旋緊，通過(guò)調(diào)整螺絲的松緊可調(diào)節(jié)壓塊對(duì)超導(dǎo)疊施加的壓力，使帶材平整、整齊排列并與錫帶保持良好接觸，在焊錫熔化時(shí)，彈簧的彈力可保證持續(xù)向超導(dǎo)疊加壓，壓塊壓于超導(dǎo)疊上的壓力為O. l-lkg/cm2。焊接模具的長(zhǎng)度方向頭、中、尾部分別安裝3組熱電偶21、22、23，熱電偶頭部通過(guò)壓塊上方小孔直接與待焊超導(dǎo)疊表面接觸，采集超導(dǎo)疊的當(dāng)前溫度。安裝在熱基座內(nèi)的加熱絲5、6、7分別由控溫裝置根據(jù)熱電偶21、22、23采集到的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，保證焊接溫度的一致性。使用本發(fā)明的焊接裝置，提高超導(dǎo)疊焊接效率，采用了一次多個(gè)超導(dǎo)疊同時(shí)焊接的方式，減小模具和真空爐的尺寸，同時(shí)縮短焊錫凝固時(shí)間，以解決由此引起的虛焊問(wèn)題。用于高溫超導(dǎo)電流引線的超導(dǎo)疊的真空焊接裝置焊接超導(dǎo)疊的方法，包括如下步驟:超導(dǎo)帶材和錫帶依次水平排列放入所述的焊接模具中，由螺絲和彈簧連接固定壓塊與模槽。在焊接前，通過(guò)真空室外的加熱絲，將真空室的外壁加熱到設(shè)定溫度并保持恒定。將模具裝入真空室，通過(guò)活動(dòng)部件使模具與熱基座保持良好熱接觸，密封真空室，抽真空到真空度好于lOPa。等待真空室外壁溫度恢復(fù)到設(shè)定溫度并保持恒定。通過(guò)控溫裝置給熱基座通電，使熱電偶采集到的溫度保持同步地上升到設(shè)定溫度。通過(guò)活動(dòng)部件使模具與熱基座脫離，并與冷基座接觸，加速冷卻過(guò)程，同時(shí)切斷對(duì)熱基座的供電。待熱電偶采集到的溫度降低到170°C以下后，向真空室內(nèi)充入一個(gè)大氣壓的干燥 氮?dú)獠㈤_(kāi)啟真空室，完成焊接。本發(fā)明的有益效果是:超導(dǎo)疊在焊接模具中，通過(guò)與熱基座和冷基座分別接觸實(shí)現(xiàn)可精確控溫的加熱和迅速降溫，升、降溫過(guò)程均依靠固體傳熱，在保證焊接過(guò)程中真空室的真空度不降低的前提下加快了升、降溫速度，改善了焊錫凝固條件，避免了因焊錫凝固時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成的虛焊問(wèn)題，使焊制的超導(dǎo)疊具有良好的致密度和載流能力，并且操作較簡(jiǎn)易。


圖1為本發(fā)明所述真空焊接裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I為真空室；2為加熱絲或加熱帶；3為冷基座；4為熱基座；5、6、7依次為嵌入熱基座4頭、中、尾部的加熱絲；8為焊接模具9為活動(dòng)部件11、12為密封環(huán)。圖2為本發(fā)明實(shí)施例1焊接裝置結(jié)構(gòu)示意圖，9為推桿，10為導(dǎo)向斜面。圖3為本發(fā)明實(shí)施例2焊接裝置結(jié)構(gòu)示意圖，9為轉(zhuǎn)軸，10為滾動(dòng)導(dǎo)軌。圖4為本發(fā)明所述焊接I旲具結(jié)構(gòu)俯視7]^意圖。圖中8為I旲具本體13為超導(dǎo)置；14、15為鈦合金壓條；16、17為調(diào)節(jié)壓條14位置的螺絲。壓塊18在本圖中未出現(xiàn)。圖5為本發(fā)明所述焊接模具的結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖。圖中8為模具本體；13為超導(dǎo)疊；
14、15為鈦合金壓條；16、17為調(diào)節(jié)壓條14位置的螺絲。18為壓塊；20為調(diào)整壓塊18松緊度的螺絲；19為調(diào)整壓塊18向超導(dǎo)疊13施加壓力的彈簧；21、22、23依次為插入壓塊18頭、中、尾部小孔的熱電偶。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
如圖1所示，用不銹鋼制作一管式真空室1，在外部纏繞加熱帶2，內(nèi)部左右兩側(cè)分別安裝冷基座3和熱基座4。冷基座3用螺絲固定，與真空室內(nèi)壁緊密相貼，中間墊入薄鋁帶實(shí)現(xiàn)良好熱接觸，材質(zhì)為鋁材。熱基座4也用螺絲固定，但與真空室壁離開(kāi)Icm距離，避免熱接觸，同時(shí)固定螺絲頂部接觸熱基座的部分嵌入環(huán)氧樹(shù)脂墊片，使熱基座4與螺絲沒(méi)有直接接觸，改善絕熱條件。熱基座4內(nèi)部頭、中、尾部各嵌入一組鎳鉻合金加熱絲5、6、7，并通過(guò)真空密封插座分別連接到外部控制器。冷基座3和熱基座4之間保留的空間可放入焊接模具8。真空室I 一側(cè)開(kāi)孔，焊接模具8的一側(cè)可與通過(guò)該孔插入的不銹鋼推桿9接觸，推桿表面拋光。真空室I內(nèi)，對(duì)應(yīng)焊接模具8另一側(cè)并且靠近熱基座4處安裝不銹鋼導(dǎo)向斜面10，冷基座3、熱基座4及導(dǎo)向斜面10的相對(duì)位置保證通過(guò)推桿9移動(dòng)模具8時(shí)，模具8能夠分別與冷基座3和熱基座4緊密接觸。在焊接過(guò)程中，推桿9只需要?jiǎng)幼饕淮危窗涯＞?從熱基座4推向冷基座3。為保證真空度，推桿9穿過(guò)真空室I外壁處焊接一段不銹鋼延伸管，管內(nèi)嵌入兩道橡膠密封環(huán)11和12，使其與推桿9構(gòu)成真空密封結(jié)構(gòu)。如圖4，焊接模具8由耐高溫不銹鋼制作，模具8的長(zhǎng)度根據(jù)待焊超導(dǎo)疊13的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)，兩端各超出超導(dǎo)疊13約5cm。模具8在加工前先進(jìn)行熱處理，釋放應(yīng)力，避免長(zhǎng)期使用反復(fù)加熱導(dǎo)致變形。模具8的中央銑一寬度約等于超導(dǎo)疊13寬度三倍的槽，內(nèi)部容納超導(dǎo)疊和一對(duì)鈦合金壓條14、15，其中壓條14可自由活動(dòng)，壓條15與模具一側(cè)焊接固定。在模具8對(duì)應(yīng)壓條14的一側(cè)壁上開(kāi)兩個(gè)孔并攻絲，插入調(diào)整螺絲16、17，通過(guò)調(diào)節(jié)這兩個(gè)螺絲，可調(diào)節(jié)壓條14的位置，從側(cè)面壓緊超導(dǎo)疊13。壓條14、15與超導(dǎo)疊13接觸的表面進(jìn)行滾花處理，形成垂直方向的條紋，作為焊接時(shí)超導(dǎo)疊13內(nèi)焊錫溢出時(shí)的通道，同時(shí)，對(duì)這兩個(gè)表面進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，鈍化這兩個(gè)表面，避免焊錫將超導(dǎo)疊13和壓條14、15焊接在一起。如圖3，采用與焊接模具8相同的耐高溫不銹鋼，以相同工藝加工制作長(zhǎng)度與模具8相等的壓塊18，壓塊18的橫截面為T字型，下表面寬度與超導(dǎo)疊13寬度相等，上表面與U型模槽寬度相等并實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)配合，T字型臺(tái)階的高度保證壓塊18與壓條14、15不接觸，壓塊18的下表面拋光。在焊接模具8上方的中部開(kāi)口處攻絲，旋入直徑約為開(kāi)口1. 5倍的平面螺絲20，螺絲下方固定一彈簧19，彈簧19與壓塊18上表面接觸，施加壓力。壓塊18的長(zhǎng)度方向頭、中、尾部開(kāi)通孔，分別插入熱電偶21、22、23，使熱電偶的頭部測(cè)溫點(diǎn)處可與超導(dǎo)疊13直接接觸。熱電偶21、22、23通過(guò)真空密封插座分別連接到外部控制器。真空密封插座在圖中未示出。焊接時(shí)，將超導(dǎo)帶材和錫帶依次水平排列放入所述的焊接模具8中，由螺絲20和彈簧19連接固定壓塊18與U型模槽。在焊接前，通過(guò)真空室I外的加熱絲2，將真空室I的外壁加熱到設(shè)定溫度70-11 (TC并保持恒定。將模具8裝入真空室I，通過(guò)推桿9使模具8與熱基座4保持良好熱接觸，密封真空室I，抽真空到真空度好于lOPa。等待真空室I外壁溫度恢復(fù)到設(shè)定溫度70-110°C并保持恒定。通過(guò)控溫裝置給熱基座4的加熱絲5、6、7通電，使熱電偶21、22、23采集到的溫度保持同步地上升到設(shè)定溫度245°C。通過(guò)活動(dòng)部件9使模具8與熱基座4脫離，并與冷基座3接觸，加速冷卻過(guò)程，同時(shí)切斷對(duì)熱基座4的供電。待熱電偶采集到的溫度降低到170°C以下后，向真空室I內(nèi)充入一個(gè)大氣壓的干燥氮?dú)獠㈤_(kāi)啟真空室1，完成焊接。實(shí)施例2實(shí)施例2與實(shí)施例1中不同的是活動(dòng)部件為轉(zhuǎn)軸9，并配以滾動(dòng)導(dǎo)軌10。焊接模具8的使用方法同實(shí)施例1。焊接方法中真空爐I外壁溫度設(shè)定可為50-120°C間任意值。熱基座4加熱溫度的設(shè)定值超過(guò)所選用的焊料熔點(diǎn)20-35°C即可。
權(quán)利要求
1.一種用于高溫超導(dǎo)電流引線的超導(dǎo)疊的真空焊接裝置，其特征在于有一個(gè)獨(dú)立加熱的真空室，在所述的真空室內(nèi)設(shè)置有冷基座和熱基座，真空室內(nèi)還包括一個(gè)可活動(dòng)的焊接模具，以及可使模具在真空室內(nèi)活動(dòng)的活動(dòng)部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高溫超導(dǎo)電流引線的超導(dǎo)疊的真空焊接裝置，其特征在于所述的真空室外纏繞加熱絲或加熱帶并連接獨(dú)立電源和控制器，使得所述的真空室外壁的溫度可獨(dú)立調(diào)控。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高溫超導(dǎo)電流引線的超導(dǎo)疊的真空焊接裝置，其特征在于所述真空室為不銹鋼制成的管狀或是方形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高溫超導(dǎo)電流引線的超導(dǎo)疊的真空焊接裝置，其特征在于所述的冷基座和熱基座，兩基座各有一個(gè)拋光的金屬平面，材質(zhì)可為鋁或不銹鋼。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于高溫超導(dǎo)電流引線的超導(dǎo)疊的真空焊接裝置，其特征在于所述的熱基座內(nèi)有加熱絲并連接控溫裝置，3根加熱絲分別安裝在基座長(zhǎng)度方向的頭、中、尾部，可分別控制輸入電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于高溫超導(dǎo)電流引線的超導(dǎo)疊的真空焊接裝置，其特征在于所述的熱基座與真空室內(nèi)壁之間用絕熱材料支撐。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于高溫超導(dǎo)電流引線的超導(dǎo)疊的真空焊接裝置，其特征在于所述的冷基座與真空室內(nèi)壁保持良好熱接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高溫超導(dǎo)電流引線的超導(dǎo)疊的真空焊接裝置，其特征在于焊接時(shí)焊接模具置于真空室內(nèi)的熱基座上，加熱到指定溫度后，通過(guò)活動(dòng)部件使模具與熱基座脫離并與冷基座接觸，實(shí)現(xiàn)迅速降溫。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高溫超導(dǎo)電流引線的超導(dǎo)疊的真空焊接裝置，其特征在于所述的使模具在真空室內(nèi)活動(dòng)的活動(dòng)部件為推桿或轉(zhuǎn)軸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于高溫超導(dǎo)電流引線的超導(dǎo)疊的真空焊接裝置，其特征在于所述的推桿或轉(zhuǎn)軸可配有軌道，軌道為不銹鋼導(dǎo)向斜面或是滾動(dòng)導(dǎo)軌，在通過(guò)推桿或轉(zhuǎn)軸使得焊接模具與冷基座或熱基座接觸時(shí)方便移動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于高溫超導(dǎo)電流引線的超導(dǎo)疊的真空焊接裝置，其特征在于所述的活動(dòng)部件穿過(guò)真空室外壁處設(shè)置兩道橡膠密封環(huán)，形成真空密封，并可在不破壞真空室真空度的情況下自由轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高溫超導(dǎo)電流引線的超導(dǎo)疊的真空焊接裝置，其特征在于所述的焊接模具包括有U型模槽，在所述的U型模槽內(nèi)嵌入兩個(gè)壓條，一個(gè)為與U型模槽固定的固定壓條，另一個(gè)為活動(dòng)壓條，可通過(guò)螺絲來(lái)調(diào)整與固定壓條間的距離，使得兩個(gè)壓條與超導(dǎo)疊緊密接觸，所述的模具還包括有一個(gè)與U型模槽等長(zhǎng)的壓塊，壓塊與U型模槽間由螺絲和彈簧連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于高溫超導(dǎo)電流引線的超導(dǎo)疊的真空焊接裝置，其特征在于所述的壓塊橫截面為T字型，下表面寬度與超導(dǎo)疊寬度相等，上表面與U型模槽寬度相等并實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)配合，T字型臺(tái)階的高度保證壓塊與兩個(gè)壓條不接觸，壓塊的下表面拋光。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于高溫超導(dǎo)電流引線的超導(dǎo)疊的真空焊接裝置，其特征在于所述壓條與超導(dǎo) 疊接觸部分進(jìn)行滾花處理。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于高溫超導(dǎo)電流引線的超導(dǎo)疊的真空焊接裝置，其特征在于所述的壓塊壓于超導(dǎo)疊上的壓力為0.1-lkg/cm2。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于高溫超導(dǎo)電流引線的超導(dǎo)疊的真空焊接裝置，其特征在于所述的模具長(zhǎng)度方向頭、中、尾部分別安裝3組熱電偶，熱電偶頭部通過(guò)模具上方小孔直接與待焊超導(dǎo)疊表面接觸，采集超導(dǎo)疊的當(dāng)前溫度。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于高溫超導(dǎo)電流引線的超導(dǎo)疊的真空焊接裝置，其特征在于所述的U型模槽和壓塊為同種材料，為耐高溫不銹鋼或者硬鋁合金。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高溫超導(dǎo)電流引線的超導(dǎo)疊的真空焊接裝置焊接超導(dǎo)疊的方法，包括如下步驟: 超導(dǎo)帶材和錫帶依次水平排列放入權(quán)利要求12所述的模具中，由螺絲和彈簧連接固定壓塊與模槽。
在焊接前，通過(guò)真空室外的加熱絲，將真空室的外壁加熱到設(shè)定溫度并保持恒定。
將模具裝入真空室，通過(guò)活動(dòng)部件使模具與熱基座保持良好熱接觸，密封真空室，抽真空到真空度好于lOPa。
等待真空室外壁溫度恢復(fù)到設(shè)定溫度并保持恒定。
通過(guò)控溫裝置給熱基座通電，使熱電偶采集到的溫度保持同步地上升到設(shè)定溫度。
通過(guò)活動(dòng)部件使模具與熱基座脫離，并與冷基座接觸，加速冷卻過(guò)程，同時(shí)切斷對(duì)熱基座的供電。
待熱電偶采集到的溫度降低到170°C以下后，向真空室內(nèi)充入一個(gè)大氣壓的干燥氮?dú)獠㈤_(kāi)啟真空室，完 成焊接。
全文摘要
一種大型磁體電流引線用高溫超導(dǎo)疊的真空焊制裝置及方法，包括獨(dú)立加熱的真空室和真空室內(nèi)放置的冷、熱基座，真空室內(nèi)還包括一個(gè)可活動(dòng)的焊接模具，以及可使模具在真空室內(nèi)活動(dòng)的活動(dòng)部件，通過(guò)活動(dòng)部件使焊接模具與熱基座接觸加熱到指定溫度后，與熱基座脫離接觸并與冷基座接觸，實(shí)現(xiàn)迅速降溫。本發(fā)明得到的超導(dǎo)疊具有良好的致密度、焊接效果和載流能力，在自場(chǎng)、77K下測(cè)量，7層疊的臨界電流可達(dá)到原始帶材的70％，4層疊的臨界電流超過(guò)原始帶材的80％，可作為通流導(dǎo)體應(yīng)用于大型磁體電流引線，實(shí)現(xiàn)降低引線發(fā)熱和傳熱的效果，節(jié)約制冷功率，改善磁體運(yùn)行環(huán)境。
文檔編號(hào)B23K1/008GK103071874SQ20121057954
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者李曉航, 王素麗, 郭文勝 申請(qǐng)人:北京英納超導(dǎo)技術(shù)有限公司