專利名稱：一種高溫超導(dǎo)磁體雙餅線圈間的接頭及其焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高溫超導(dǎo)磁體中雙餅線圈間的接頭及其焊接方法，特別涉及工作在液氦溫區(qū)高溫超導(dǎo)磁體的雙餅線圈間接頭及其焊接方法。
背景技術(shù)：
高溫超導(dǎo)磁體在液氦溫區(qū)具有高穩(wěn)定性、大電流密度和低溫超導(dǎo)無(wú)法達(dá)到的高臨界磁場(chǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在核磁共振成像、強(qiáng)磁場(chǎng)、儲(chǔ)能等應(yīng)用方面具有廣闊的前景。
可用于繞制高溫超導(dǎo)磁體的導(dǎo)體有已經(jīng)商業(yè)化生產(chǎn)的鉍系銀包套帶材(Bi-2223/Ag)和目前正在研發(fā)的YBCO涂層高溫超導(dǎo)帶材，長(zhǎng)度都有限，通常為100米～200米，并且導(dǎo)體越長(zhǎng)，產(chǎn)品的成品率越低，相應(yīng)的售價(jià)也越高。由于這種超導(dǎo)體的帶狀結(jié)構(gòu)、脆性易損的機(jī)械特性以及長(zhǎng)度有限等特點(diǎn)決定了高溫超導(dǎo)磁體一般采用雙餅線圈結(jié)構(gòu)，再通過(guò)多個(gè)高溫超導(dǎo)雙餅線圈的串、并聯(lián)組裝成高溫超導(dǎo)磁體。
在液氦溫區(qū)冷卻方式通常采用制冷機(jī)或液氦浸泡，代價(jià)都很昂貴，因此盡量減小磁體中各雙餅線圈間接頭電阻的焦耳熱損耗，是提高磁體穩(wěn)定性、降低磁體與低溫系統(tǒng)的運(yùn)行成本、決定該系統(tǒng)能否長(zhǎng)期運(yùn)行的關(guān)鍵。由于目前尚沒有一種方便可靠、達(dá)到工程應(yīng)用水平的高溫超導(dǎo)無(wú)阻接頭技術(shù)，因此把接頭電阻降到磁體的低溫系統(tǒng)運(yùn)行所允許的范圍內(nèi)，是磁體研制的關(guān)鍵技術(shù)之一。高溫超導(dǎo)磁體中各雙餅線圈間的連接接頭通常有兩種方法搭接法與過(guò)渡金屬法。搭接法是把相鄰兩個(gè)雙餅線圈的超導(dǎo)帶抽頭用焊錫沿繞組走線方向把兩帶的帶面焊接在一起；這種方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但兩雙餅間軸向有一定的跨度，兩搭接抽頭易扭傷；用烙鐵直接焊接，不能控溫，過(guò)熱容易對(duì)焊接點(diǎn)造成損傷；焊錫層均勻度很難掌握，容易虛焊；以上諸因素導(dǎo)致接頭電阻偏大。過(guò)渡金屬法是把相鄰兩個(gè)雙餅線圈的超導(dǎo)帶抽頭錫焊在純銅或銀等低電阻率金屬片上，通過(guò)低電阻率金屬片把相鄰兩個(gè)雙餅線圈焊接在一起；與搭接法相比，可以避免相鄰兩個(gè)雙餅線圈軸向跨度對(duì)搭接抽頭的影響，但也用烙鐵直接焊接難于控溫，超導(dǎo)帶與金屬片間的焊錫層的厚度具有很大隨機(jī)性，并且容易虛焊，從而導(dǎo)致接頭電阻值差別大。

發(fā)明內(nèi)容
為克服已有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種工作在液氦溫區(qū)高溫超導(dǎo)磁體的雙餅線圈間接頭及其焊接方法。本發(fā)明利用低溫超導(dǎo)NbTi線易于造型的機(jī)械特性，彌補(bǔ)了高溫超導(dǎo)帶脆性不可小半徑彎折的缺陷，把低溫超導(dǎo)與高溫超導(dǎo)有機(jī)的結(jié)合在一起，不僅使高溫超導(dǎo)磁體中各雙餅線圈間的焊接簡(jiǎn)便易于操作，而且有效地把接頭電阻值降到磁體低溫系統(tǒng)所允許的范圍內(nèi)。
本發(fā)明接頭主要由凹形基體、NbTi橋、凸形蓋等組成。凹形基體固定在磁體上，是接頭母體，NbTi橋鑲嵌在基體上的凹形槽內(nèi)，凸形蓋的凸形梁則卡入基體上的凹形槽內(nèi)壓緊、固定NbTi橋。凹形基體長(zhǎng)約10-25cm，是通常超導(dǎo)帶搭接焊長(zhǎng)度的兩倍，是由紫銅等低電阻率金屬加工而成的弧形體，輻向截面為矩形?；w外環(huán)面上有兩條平行的焊接凹形槽，凹形槽的寬度比雙餅線圈所用高溫超導(dǎo)帶的寬度稍寬，凹形槽的深度h以公式(1)計(jì)算h＝2[nt1+(n+2)t2+t3](1)其中t1為超導(dǎo)帶厚度、n為繞制雙餅線圈的超導(dǎo)帶根數(shù)、t2為錫箔條厚度、t3為NbTi橋厚度。
例如超導(dǎo)帶寬4.8mm厚0.3mm，錫箔厚0.2mm，NbTi橋厚1.5mm，則用單根超導(dǎo)帶繞制的雙餅線圈，焊接凹形槽寬5mm，深4.8mm；雙帶并繞的雙餅線圈，焊接槽寬5mm，深5.8mm。
兩條凹形槽間有“隔墻”，“隔墻”的厚度與組裝磁體時(shí)兩個(gè)雙餅線圈間的絕緣墊片的厚度相等。在“隔墻”的中間位置有一個(gè)連接兩凹形槽的缺口，是NbTi橋在兩個(gè)焊接凹形槽間的過(guò)渡槽，其寬度以能順利嵌入NbTi橋?yàn)橐恕Ｔ诖怪焙附影夹尾鄯较蛏嫌卸鄠€(gè)通孔放置加熱器，通孔的孔徑和數(shù)目由所采用的加熱器的功率和尺寸決定，以能較快的加熱接頭、裝卸方便為宜；一個(gè)小通孔放置溫度探頭，通孔的孔徑較溫度探頭稍大，以能順利插入為宜?；w的徑向有基體固定孔和凸形蓋與基體的固定螺孔。
NbTi橋是采用矩形截面的NbTi帶經(jīng)簡(jiǎn)單加工而成，其寬度與超導(dǎo)帶寬度相近。截取長(zhǎng)度比凹形基體稍長(zhǎng)的NbTi帶，在中間位置折一個(gè)“S”形彎。然后從NbTi橋的一端開始，依次嵌入基體的左側(cè)凹形槽、過(guò)渡槽和右側(cè)凹形槽內(nèi)，把長(zhǎng)出基體的部分剪掉即成，取出備用。凸形蓋是嵌入基體上的凹形槽內(nèi)、焊接時(shí)起壓緊、固定作用的凸形部件，凸形梁寬度稍小于凹形槽的寬度，高度約為2h/3。把厚約0.1～0.5mm的普通錫箔(溶點(diǎn)183℃)裁剪成寬度與超導(dǎo)帶寬度相近，長(zhǎng)為凹形基體長(zhǎng)度的二分之一的帶，清洗干凈備用。
本發(fā)明高溫超導(dǎo)磁體中各雙餅線圈間的接頭焊接方法如下磁體組裝、緊固完畢后，對(duì)各雙餅線圈進(jìn)行焊接，實(shí)現(xiàn)各雙餅線圈的串并接。焊接順序如下(1)清潔處理各雙餅線圈抽頭以及接頭各部件用紗布、酒精擦拭干凈；(2)基體定位與固定把凹形基體嵌入磁體外圍加強(qiáng)梁上事先加工好的凹形槽內(nèi)(該槽與凹形基體配合加工)，用沉頭螺拴把基體與磁體外圍加強(qiáng)梁固定，并保證基體焊接槽的底面與加強(qiáng)梁表面在同一面上(徑向定位)，所要焊接的兩個(gè)相鄰雙餅線圈的超導(dǎo)帶抽頭拉直后分別通過(guò)基體的上下凹形槽(軸向定位)；(3)放置槽底錫箔帶把一片裁剪好的錫箔帶雙面均勻涂上10％-15％的助焊劑磷酸后，依托稀磷酸的表面張力把錫箔帶緊貼在上側(cè)凹形槽的底面上；(4)放置超導(dǎo)帶抽頭上側(cè)雙餅線圈的下抽頭放入上側(cè)凹形槽內(nèi)，并用手輕輕拉著抽頭尾部，使超導(dǎo)帶面緊貼槽底的錫箔帶；(5)放置錫箔帶重復(fù)(3)并把錫箔帶貼在槽底的超導(dǎo)帶面上；(6)按照步驟(3)～(5)把下側(cè)雙餅線圈的上抽頭及錫箔帶安置于下側(cè)凹形槽內(nèi)；(7)安置NbTi橋一端嵌入基體的上側(cè)凹形槽內(nèi)并緊貼槽內(nèi)的錫箔帶，“S”形彎嵌入兩凹形槽之間的過(guò)渡槽內(nèi)，另一端嵌入基體的下側(cè)凹形槽內(nèi)并緊貼槽內(nèi)的錫箔片；(8)放置錫箔帶重復(fù)(3)上下槽內(nèi)均放置錫箔帶，并把它們貼在槽內(nèi)的NbTi橋面上；(9)上側(cè)凸形蓋固定把凸形蓋的凸形梁卡入上側(cè)的凹形槽內(nèi)，并把四個(gè)通孔與基體上的四個(gè)螺孔對(duì)正，用手把上側(cè)槽內(nèi)的雙餅線圈抽頭拉緊，用螺釘適度擰緊凸形蓋，使凸形梁、槽內(nèi)層疊體間緊密接觸；(10)用同樣的方法固定下側(cè)凸形蓋；(11)放置加熱器與溫度探頭把多個(gè)加熱器與一個(gè)溫度探頭分別插入基體上的加熱孔與溫度探頭孔內(nèi)；(12)控溫加熱利用控溫加熱裝置緩慢升溫并控溫在185℃，等兩個(gè)凹形槽的端口有焊錫溢出時(shí)，拉緊超導(dǎo)帶抽頭的尾部，同時(shí)擰緊凸形蓋的固定螺絲，擠出多余的焊錫，然后停止加熱，撤掉加熱器與溫度探頭；(13)修剪與清洗冷卻后剪掉抽頭的尾部，處理溢出的焊錫，用酒精擦掉助焊劑磷酸以及污物。至此完成一個(gè)雙餅線圈間接頭的焊接，采用上述步驟完成其它接頭的焊接。
本發(fā)明把低溫超導(dǎo)NbTi線易于造型的機(jī)械特性，成功的應(yīng)用于高溫超導(dǎo)接頭焊接中，通過(guò)NbTi橋有效的把高溫超導(dǎo)磁體的接頭電阻值降到液氦溫區(qū)運(yùn)行所允許的范圍內(nèi)，提高了磁體的穩(wěn)定性，降低了磁體低溫系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。


圖1凹形基體結(jié)構(gòu)圖，圖中1凹形基體，2沉頭孔，3螺孔，4NbTi橋過(guò)渡槽，5加熱器通孔，6溫度探頭孔，A、B凹基體1左右兩端，C1、C2兩個(gè)焊接凹形槽；圖2NbTi橋示意圖，圖中7NbTi橋；圖3凸形蓋結(jié)構(gòu)圖，圖中8凸形蓋，9凸形梁，10通孔；圖4兩個(gè)雙餅線圈示意圖，D1上側(cè)雙餅線圈，D2下側(cè)雙餅線圈，11雙餅線圈D1的下超導(dǎo)帶抽頭，12雙餅線圈D2的上超導(dǎo)帶抽頭；圖5各部件組裝焊接順序圖，圖中13沉頭螺栓，14-1、14-2、14-3、15-1、15-2、15-3錫箔帶，16凸形蓋8固定螺栓，17凸形蓋；圖6并—串—并結(jié)構(gòu)凹形基體；圖7并—串結(jié)構(gòu)凹形基體。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
本發(fā)明主要由凹形基體1、NbTi橋7、凸形蓋8等組成。如圖1所示，凹形基體1固定在磁體上，是接頭母體，NbTi橋7嵌在基體1上的凹形槽C1、C2內(nèi)，凸形蓋8的凸形梁9則卡入基體1上的凹形槽C1、C2內(nèi)壓緊、固定NbTi橋7。凹形基體1長(zhǎng)約10-25cm，是通常超導(dǎo)帶搭接焊長(zhǎng)度的兩倍，是由紫銅等低電阻率金屬加工而成的弧形體，是本發(fā)明的主要部件。凹形槽C1、C2的寬度比雙餅線圈D1、D2所用高溫超導(dǎo)帶11與12的寬度稍寬些，槽的深度h以公式h＝2[nt1+(n+2)t2+t3]計(jì)算，其中t1為超導(dǎo)帶11與12的厚度，n為繞制雙餅線圈D1、D2的超導(dǎo)帶根數(shù)，t2為錫箔條14的厚度，t3為NbTi橋7的厚度。
例如超導(dǎo)帶11、12的寬4.8mm厚0.3mm，錫箔14的厚0.2mm，NbTi橋7厚1.5mm，則用單根超導(dǎo)帶繞制的雙餅線圈D1、D2，焊接凹形槽C1、C2的寬5mm，深4.8mm；雙帶并繞的雙餅線圈，焊接槽C1、C2寬5mm，深5.8mm。
兩條凹形槽C1、C2間有“隔墻”，“隔墻”的厚度與組裝磁體時(shí)兩個(gè)雙餅線圈D1、D2間的絕緣墊片的厚度相等。在“隔墻”的中間位置有一個(gè)連接兩凹形槽的缺口，是NbTi橋7在兩個(gè)焊接凹形槽C1、C2間的過(guò)渡槽4，其寬度以能順利嵌入NbTi橋7為宜。在垂直于焊接槽C1、C2方向上有多個(gè)通孔5放置加熱器，加熱器通孔5的大小和數(shù)目由所采用的加熱器決定，以能較快的加熱接頭為宜；一個(gè)小通孔6放置溫度探頭，兩種通孔的孔徑較加熱器和溫度探頭稍大，以能順利插入為宜?；w1的徑向有基體1固定沉頭孔2和凸形蓋與基體的固定螺孔3。
如圖2所示，NbTi橋是采用矩形截面的NbTi帶簡(jiǎn)單加工而成，其寬度與超導(dǎo)帶寬度相近，在接頭中實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)無(wú)阻分流，使電流從雙餅線圈D1的超導(dǎo)帶抽頭11無(wú)阻或低阻的流至超導(dǎo)帶抽頭12。截取長(zhǎng)度比凹形基體1稍長(zhǎng)的NbTi帶，在中間位置折一個(gè)“S”形彎。然后從NbTi橋7的一端開始，依次嵌入基體的凹形槽C1、NbTi橋過(guò)渡槽4和凹形槽C2內(nèi)，把長(zhǎng)出基體1的部分剪掉即成，取出備用。
凸形蓋8的結(jié)構(gòu)如圖3所示，凸形蓋8是嵌入基體1上的凹形槽C1、C2內(nèi)，焊接時(shí)起壓緊、固定作用的凸形部件；凸形蓋8上有4個(gè)通孔10與基體1上一端的4個(gè)螺孔3相配，通過(guò)螺拴實(shí)現(xiàn)凸形蓋8與基體1固定；在凹形基體1A端的凸形梁9與凹形槽C1相配，在B端凸形梁9凹形槽C2相配，凸形梁9的寬度比凹形槽C1、C2的寬度稍窄，高度約為2h/3。把厚約0.1～0.5mm的普通錫箔(溶點(diǎn)183℃)裁剪成寬度與超導(dǎo)帶寬度相近，長(zhǎng)為凹形基體長(zhǎng)的二分之一帶，清洗干凈備用。
圖4為高氣溫超導(dǎo)磁體中任意兩個(gè)雙餅線圈示意圖，本發(fā)明接頭實(shí)現(xiàn)雙餅線圈D1的下抽頭11與雙餅線圈D2上抽頭12的低阻值焊接。
磁體組裝、緊固完畢后，對(duì)各雙餅線圈進(jìn)行焊接，實(shí)現(xiàn)各雙餅線圈的串、并接。如圖5所示，焊接工藝步驟順序如下(1)清潔處理各雙餅線圈抽頭以及凹形基體1、NbTi橋7、凸形蓋8、錫箔帶14-15以及各固定螺栓等用紗布、酒精擦拭干凈；(2)基體1定位與固定把凹形基體1嵌入磁體外圍加強(qiáng)梁上事先加工好的凹形槽C1、C2內(nèi)(該槽與凹形基體1配合加工)，用沉頭螺拴13把基體1與磁體外圍加強(qiáng)梁固定，并保證基體1、凹形槽C1、C2的底面與加強(qiáng)梁表面在同一面上(徑向定位)，兩個(gè)相鄰雙餅線圈D1、D2的超導(dǎo)帶抽頭11與12拉直后分別通過(guò)凹形槽C1、C2(軸向定位)；(3)放置錫箔條14-1把裁剪好的錫箔條14-1雙面均勻涂上10％-15％的助焊劑磷酸后，依托稀磷酸的表面張力把錫箔片14-1緊貼在凹形槽C1的底面上；(4)放置超導(dǎo)帶抽頭11雙餅線圈D1的下抽頭11放入凹形槽C1內(nèi)，并用手輕輕拉著抽頭11的尾部，使超導(dǎo)帶面緊貼槽底的錫片14-1；(5)放置錫箔條14-2重復(fù)(3)并把錫箔條14-2貼在槽底的超導(dǎo)帶面上；(6)按照步驟(3)～(5)把雙餅線圈D2的上抽頭12及錫箔片15-1和15-2放置于凹形槽C2內(nèi)；(7)嵌入NbTi橋7一端嵌入基體1的A端凹形槽C1內(nèi)并緊貼槽內(nèi)的錫箔條14-2，“S”形彎嵌入兩凹形槽之間的過(guò)渡缺口4，另一端嵌入基體1B端的槽C2內(nèi)并緊貼槽內(nèi)的錫箔條15-2；(8)放置錫箔條14-3和15-3重復(fù)(3)，在槽C1C2內(nèi)分別安置錫箔條14-3和15-3，并把它們貼在槽內(nèi)的NbTi橋7上；(9)凸形蓋8的定位與固定把凸形蓋8的凸形梁9卡入凹形槽C1內(nèi)，并把四個(gè)通孔10與基體1的A端四個(gè)螺孔3對(duì)正，用手把雙餅線圈D1抽頭11拉緊，用螺釘16適度擰緊凸形蓋8，使凸形梁9以及槽C1內(nèi)多層疊體間緊密接觸；(10)用同樣的方法固定凸形蓋17；(11)放置加熱器與溫度探頭把6個(gè)加熱器與一個(gè)溫度探頭分別插入基體1上的加熱孔5與溫度探頭孔6內(nèi)；(12)控溫加熱利用控溫加熱裝置緩慢升溫并控溫在185℃～200℃之間，待凹形槽C1、C2的端口有焊錫溢出時(shí)，同時(shí)拉緊超導(dǎo)帶抽頭11、12的尾部，擰緊凸形蓋8、17的固定螺絲16，擠出多余的焊錫，然后停止加熱，撤掉加熱器與溫度探頭；(13)修剪與清洗冷卻后剪掉抽頭11、12的尾部，處理溢出的焊錫，用酒精擦掉助焊劑磷酸。至此完成一個(gè)接頭的焊接，采用上述步驟完成其它接頭的焊接。
本發(fā)明接頭的NbTi橋7也可以采用其它截面的NbTi扁帶，磁體的運(yùn)行溫度高于10K時(shí)，也可以去掉NbTi橋7，其它結(jié)構(gòu)不變。
以上所述為雙餅線圈D1、D2串接的焊接方法，如圖1-5所示。也可用于兩個(gè)雙餅線圈并接后與兩個(gè)并接雙餅線圈的串接，如圖6所示?；蛘呷鐖D7所示，用于兩個(gè)雙餅線圈并接后與一個(gè)雙餅線圈串接。
本發(fā)明已在1MJ高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能磁體中試用，并獲得液氦下最小接頭電阻為5.3×10-9Ω，所測(cè)23個(gè)接頭總電阻為3.26μΩ，磁體在正常運(yùn)行時(shí)39個(gè)接頭總損耗小于1.8瓦，可滿足系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行的要求。
權(quán)利要求
1.一種高溫超導(dǎo)磁體雙餅線圈間的接頭，其特征在于主要由凹形基體[1]、NbTi橋[7]、凸形蓋[8]組成；凹形基體[1]為接頭母體，是由紫銅等低電阻率金屬加工而成的弧形體，輻向截面為矩形，固定在磁體上；NbTi橋[7]嵌在基體[1]上的凹形槽[C1、C2]內(nèi)，凸形蓋[8]的凸形梁[9]卡入基體[1]上的槽[C1、C2]內(nèi)壓緊、固定NbTi橋[7]；凹形基體[1]的長(zhǎng)度是超導(dǎo)帶搭接焊長(zhǎng)度的兩倍；兩條平行的凹形槽[C1、C2]的寬度比雙餅線圈[D1、D2]所用高溫超導(dǎo)帶[11、12]的寬度稍寬，凹形槽[C1、C2]槽的深度h以公式h＝2[nt1+(n+2)t2+t3]計(jì)算，其中t1為超導(dǎo)帶[11、12]的厚度，n為繞制雙餅線圈[D1、D2]的超導(dǎo)帶根數(shù)，t2為錫箔條[14]的厚度，t3為NbTi橋[7]的厚度；凹形槽[C1、C2]間的距離與兩個(gè)雙餅線圈[D1、D2]間的絕緣墊片的厚度相等；凹形基體[1]上有放置加熱器的加熱器通孔[5]及放置溫度探頭的通孔；凹形基體[1]通過(guò)沉頭孔[2]實(shí)現(xiàn)基體[1]與磁體的定位與固定；凸形梁[9]寬度稍小于凹形槽[C1、C2]的寬度，高度約為2h/3；凸形蓋[8]上的4個(gè)通孔[10]與基體[1]上一端的4個(gè)M3的螺孔[3]相配，通過(guò)螺拴實(shí)現(xiàn)凸形蓋[8]與基體[1]固定。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種高溫超導(dǎo)磁體雙餅線圈間的接頭，其特征在于兩條凹形槽[C1、C2]間有“隔墻”，“隔墻”的厚度與組裝磁體時(shí)兩個(gè)雙餅線圈[D1、D2]間的絕緣墊片的厚度相等；在“隔墻”的中間位置有一個(gè)連接兩凹形槽[C1、C2]的缺口，是NbTi橋[7]在兩個(gè)凹形槽[C1、C2]間的過(guò)渡槽[4]，其寬度以能順利嵌入NbTi橋[7]為宜；在凹形槽[C1、C2]方向上有多個(gè)通孔[5]用于放置加熱器，通孔[5]的大小和數(shù)目由所采用的加熱器決定，以能較快的加熱接頭為宜；一個(gè)小通孔[6]放置溫度探頭，兩種通孔[5、6]的孔徑較加熱器和溫度探頭稍大，以加熱器和溫度探頭能順利插入為宜；基體[1]的徑向有基體[1]固定沉頭孔[2]和凸形蓋[8]與基體[1]的固定螺孔[3]。
3.按照權(quán)利要求1所述的高溫超導(dǎo)磁體雙餅線圈間的接頭，其特征在于NbTi橋[7]用NbTi線加工而成，截取一段NbTi線，在中間位置折一個(gè)“S”形彎，然后從NbTi橋[7]的一端開始，依次嵌入凹形基體[1]的凹形槽[C1]、過(guò)渡缺口[4]和凹形槽[C2]，剪掉長(zhǎng)出基體[1]的部分即成。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的一種高溫超導(dǎo)磁體雙餅線圈間的接頭，其特征在于NbTi橋7也可以采用其它截面的NbTi扁帶；當(dāng)磁體的運(yùn)行溫度高于10K時(shí)，也可以去掉NbTi橋7。
5.應(yīng)用權(quán)利要求1所述的高溫超導(dǎo)磁體雙餅線圈間的接頭的焊接方法，其特征在于工藝步驟順序如下(1)清潔處理各雙餅線圈抽頭以及接頭各部件用紗布、酒精擦拭干凈；(2)基體[1]定位與固定把凹形基體[1]嵌入磁體外圍加強(qiáng)梁上事先加工好的凹形槽[C1、C2]內(nèi)，該凹形槽與凹形基體[1]配合加工，用沉頭螺拴[13]把基體[1]與磁體外圍加強(qiáng)梁固定，并保證基體[1]、凹形槽[C1、C2]的底面與加強(qiáng)梁表面在同一面上，所要焊接兩個(gè)相鄰雙餅線圈[D1、D2]的超導(dǎo)帶抽頭[11、12]拉直后分別通過(guò)凹形槽[C1、C2]；(3)放置錫箔條[14-1]把裁剪好的錫箔條[14-1]雙面均勻涂上10％-15％的助焊劑磷酸后，依托稀磷酸的表面張力把錫箔片14-1緊貼在凹形槽[C1]的底面上；(4)放置超導(dǎo)帶抽頭[11]雙餅線圈[D1]的下抽頭[11]放入凹形槽[C1]內(nèi)，并用手輕輕拉著抽頭[11]的尾部，使超導(dǎo)帶面緊貼槽底的錫片[14-1]；(5)放置錫箔條[14-2]重復(fù)(3)并把錫箔條[14-2]貼在槽底的超導(dǎo)帶面上；(6)按照步驟(3)～(5)把雙餅線圈[D2]的上抽頭[12]及錫箔片[15-1]和[15-2]放置于凹形槽[C2]內(nèi)；(7)嵌入NbTi橋[7]一端嵌入基體[1]的A端凹形槽[C1]內(nèi)并緊貼槽內(nèi)的錫箔條[14-2]，“S”形彎嵌入兩凹形槽之間的過(guò)渡缺口[4]，另一端嵌入基體[1B]端的槽[C2]內(nèi)并緊貼槽內(nèi)的錫箔條[15-2]；(8)放置錫箔條[14-3]和[15-3]重復(fù)(3)，在槽[C1、C2]內(nèi)分別安置錫箔條[14-3]和[15-3]，并把它們貼在槽內(nèi)的NbTi橋[7]上；(9)凸形蓋[8]的定位與固定把凸形蓋[8]的凸形梁[9]卡入凹形槽[C1]內(nèi)，并把四個(gè)通孔[10]與基體[1]的A端四個(gè)螺孔[3]對(duì)正，用手把雙餅線圈[D1]抽頭[11]拉緊，用螺釘[16]適度擰緊凸形蓋[8]，使凸形梁[9]以及槽[C1]內(nèi)多層疊體間緊密接觸；(10)用與(9)相同的方法固定凸形蓋[17]；(11)放置加熱器與溫度探頭把6個(gè)加熱器與一個(gè)溫度探頭分別插入基體[1]上的加熱孔[5]與溫度探頭孔[6]內(nèi)；(12)控溫加熱利用控溫加熱裝置緩慢升溫并控溫在185℃，待凹形槽[C1、C2]的端口有焊錫溢出時(shí)，同時(shí)拉緊超導(dǎo)帶抽頭[11、12]的尾部，擰緊凸形蓋[8、17]的固定螺絲[16]，擠出多余的焊錫，然后停止加熱，撤掉加熱器與溫度探頭；(13)修剪與清洗冷卻后剪掉抽頭[11、12]的尾部，處理溢出的焊錫，用酒精擦掉助焊劑磷酸。至此完成一個(gè)接頭的焊接，采用上述步驟完成其它接頭的焊接。
全文摘要
一種高溫超導(dǎo)磁體中雙餅線圈間的接頭及其焊接方法，包括凹形基體[1]、NbTi橋[7]、凸形蓋[8]；凹形基體[1]為接頭母體，是由紫銅等低電阻率金屬加工而成的弧形體，輻向截面為矩形，固定在磁體上；NbTi橋[7]嵌在基體[1]上的槽[C1、C2]內(nèi)，凸形蓋[8]的凸形梁[9]卡入基體[1]上的槽[C1、C2]內(nèi)壓緊、固定NbTi橋[7]。應(yīng)用本發(fā)明接頭的焊接方法，可實(shí)現(xiàn)雙餅線圈D1的下抽頭[11]與雙餅線圈D2上抽頭[12]的低阻值焊接。本發(fā)明把低溫超導(dǎo)NbTi線易于造型的機(jī)械特性，成功的應(yīng)用于高溫超導(dǎo)接頭焊接中，通過(guò)NbTi橋有效的把高溫超導(dǎo)磁體的接頭電阻值降到液氦溫區(qū)運(yùn)行所允許的范圍內(nèi)，提高了磁體的穩(wěn)定性，降低了磁體低溫系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。
文檔編號(hào)H01F6/06GK101075496SQ200710098558
公開日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2007年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月20日
發(fā)明者張京業(yè), 王子凱, 張東, 張豐元, 戴少濤, 肖立業(yè), 林良真 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院電工研究所