一種具有極低電阻的高溫超導涂層帶材接頭焊接裝置的制造方法
【專利摘要】實用新型公開了一種具有極低電阻的高溫超導涂層帶材接頭焊接裝置，焊接裝置由壓力臺和加熱臺構成:調節導軌(1)、固定塊(2)、上壓塊(3)與下壓塊(5)組成壓力臺，固定塊(2)由緊固螺栓(7)固定在調節導軌中部，上壓塊(3)與固定塊(2)通過旋動螺栓(8)套聯，并通過旋動螺栓將上壓塊(3)沿導軌(1)上下移動而升高或降低,并在實施焊接時通過該螺栓將上壓塊(3)與下壓塊(5)施壓而緊密壓合被焊工件；下壓塊(5)置于上壓塊(3)的正下方的支架,其下部與加熱臺(6)貼合。本實用新型裝置可以方便地完成高溫超導涂層帶材接頭焊接，其接頭具有低電阻、高臨界電流、高n值和高機械強度的特性，裝置結構簡單、操作簡便。
【專利說明】
一種具有極低電阻的高溫超導涂層帶材接頭焊接裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種薄帶導體的低電阻焊接臺，尤其是高溫超導涂層帶材的焊接臺，尤其是能制作具有極低電阻的高溫超導涂層帶材接頭的焊接臺。
【背景技術】
[0002]超導材料因其獨特的零電阻特性，在高場強磁體制造、無損耗電流傳輸等應用中具有極高的經濟價值。目前，制備工藝較成熟的低溫超導材料及其應用裝置已被大量應用于上述領域。然而，由于其工作在液氦溫區(4.2K)，制冷費用高昂，低溫超導裝置的應用主要集中在醫學影像診斷MR1、高能物理科學研究等較小的范圍內。高溫超導體工作在液氮溫區(77K)，相比低溫超導體具有較低的制冷成本，另外，其臨界磁場更高，能制造出更高場強的磁體。隨著高溫超導材料，尤其是二代高溫超導涂層帶材制備工藝的發展，越來越多潛在的高溫超導應用裝置被大量研究，這些裝置包括高場強磁體、電力變壓器、電力限流器、超導電機等。超導接頭作為高溫超導裝置中帶材連接部分，必須具有極低的電阻，以便使超導線圈能實現無損耗閉環恒流運行或電流傳輸應用中實現無損耗傳輸。因此，高溫超導接頭工藝是上述應用裝置研發中必不可少的一項關鍵技術。然而，當前還沒有一種有效的制作極低電阻高溫超導涂層帶材接頭的焊接方法和裝置。
[0003]由于超導體的零電阻、高電流密度特性，很小的超導體截面上能通過極大的電流，因此二代高溫超導涂層帶材具有極薄的厚度，一般為0.1mm左右。本實用新型主要針對其薄帶的特點，能較方便地制作厚度均勻的帶材接頭，同時，本實用新型裝置對常規薄帶導體同樣適用。
【實用新型內容】
[0004]接頭制作是高溫超導裝置研發中的一項關鍵技術，制作完成的接頭必須具有良好的電氣和機械性能，即低電阻、高臨界電流、高η值以及高機械強度。本實用新型的目的是提供一種具有極低電阻的高溫超導涂層帶材接頭焊接裝置，使之能有效實現焊接接頭的極低電阻特性，同時能保證接頭高臨界電流、高η值和高機械強度的良好電氣及機械性能。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0006]一種具有極低電阻的高溫超導涂層帶材接頭焊接裝置，其特征在于，焊接裝置由壓力臺和加熱臺構成:調節導軌1、固定塊2、上壓塊3與下壓塊5組成壓力臺，固定塊2由緊固螺栓7固定在調節導軌中部，上壓塊3與固定塊2通過旋動螺栓8套聯，并通過旋動螺栓8將上壓塊3沿導軌I上下移動而升高或降低以在實施焊接時通過旋動螺栓將上壓塊3向下壓塊5施壓而緊密壓合被焊工件;下壓塊5置于上壓塊3的正下方，其下部與加熱臺6貼合。
[0007]進一步地，所述上壓塊3與固定塊2通過旋動螺栓8套聯采用如下的結構:旋動螺栓8的上部為與固定塊2聯接的螺紋段801，其下部具有凸緣802;上壓塊3具有內槽301，內槽的槽寬小于凸緣802直徑，內槽具有不小于凸緣802直徑的端頭302。
[0008]安裝時，將上壓塊3的端頭302置于旋動螺栓8的凸緣802下方后，將上壓塊3平移，使旋動螺栓8的凸緣802始終置于上壓塊3的內槽301，這樣旋動螺栓8即可帶動上壓塊3同步上下移動。
[0009]實際焊接操作時，啟動加熱，預設焊接溫度，控制上壓塊放下與平臺表面貼合在一起，以便上下壓塊能同時被加熱。當溫度達到預設值后，旋動螺栓使上下壓塊溫度保持在預定值。
[0010]用百潔布對薄帶材焊接面進行打磨處理，以便去除表面雜質及氧化層，降低其對接頭電阻的影響，再用無水酒精清洗帶材表面。清洗好的帶材應立即進行焊接，以免二次污染和氧化影響接頭性能。
[0011]當焊接平臺升溫至預定溫度后，旋動螺栓8升起上壓塊，將處理過的兩段帶材平放在下壓塊表面。在帶材預定接頭長度表面快速涂抹適量助焊劑和焊料，使焊料均勻鋪展分布在其表面。控制上壓塊放下，控制施加并保持預定壓力，使焊料充滿兩帶材之間的間隙并均勻分布。
[0012]最后，旋動螺栓8保持接頭處施加壓力不變，控制溫度勻速降低至室溫，解除壓力，旋動螺栓8使之帶動上壓塊3上移，取下焊接好的帶材接頭。
[0013]本實用新型的有益效果是，可以方便地完成薄帶導體之間的焊接，尤其是針對二代高溫超導涂層薄帶材接頭的焊接，其接頭具有低電阻、高臨界電流、高η值和高機械強度的特性。同時，本實用新型裝置對常規薄帶導體的焊接同樣適用，能顯著提高焊接質量和效率，且具有結構簡單、操作簡便的優點。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0015]圖2是本實用新型的側面不意圖。
[0016]圖3是上壓塊與固定塊通過旋動螺栓套聯結構示意圖。
[0017]圖4是旋動螺栓結構示意圖。
[0018]圖5是具有極低電阻的高溫超導涂層帶材接頭示意圖。
【具體實施方式】
[0019]在圖1中，由調節導軌1、固定塊2、上壓塊3與下壓塊5組成壓力臺，提供焊接過程中所需的壓力。壓力臺材料采用高強度合金鋼，上壓塊3與下壓塊5結合面采用精密加工而成，其表面平行度和垂直度小于5ym/100mm。固定塊2被嵌入調節導軌I，可以上下移動。調節導軌I上分布有一列通孔，由圖2可看到，固定螺栓7穿過任意通孔后與固定塊2聯接，將其固定在調節導軌上，圖3為上壓塊與固定塊通過旋動螺栓8套聯結構局部放大圖，上壓塊3與固定塊2通過旋動螺栓8套聯采用如下的結構:有圖4可看到，旋動螺栓8的上部為與固定塊2聯接的螺紋段801，其下部具有凸緣802;上壓塊3具有內槽301，內槽的槽寬小于凸緣802直徑，內槽具有不小于凸緣802直徑的端頭302。安裝時，將上壓塊3的端頭302置于旋動螺栓8的凸緣802下方后，將上壓塊3平移，使旋動螺栓8的凸緣802始終置于上壓塊3的內槽301，這樣旋動螺栓8即可帶動上壓塊3同步上下移動。上壓塊3與固定塊2通過調節螺栓8連接，并通過該螺栓旋轉將上壓塊3升高或降低，同時可通過該螺栓將上壓塊3與下壓塊5緊密壓合在一起。加熱臺7為自動控制電子加熱裝置，直接傳導加熱壓力臺。
【主權項】
1.一種具有極低電阻的高溫超導涂層帶材接頭焊接裝置，其特征在于，焊接裝置由壓力臺和加熱臺構成:調節導軌(I)、固定塊(2)、上壓塊(3)與下壓塊(5)組成壓力臺，固定塊(2)由緊固螺栓(7)固定在調節導軌中部，上壓塊(3)與固定塊(2)通過旋動螺栓(8)套聯，并通過旋動螺栓將上壓塊(3)沿導軌(I)上下移動而升高或降低，并在實施焊接時通過旋動螺栓將上壓塊(3)向下壓塊(5)施壓而緊密壓合被焊工件；下壓塊(5)置于上壓塊(3)的正下方，其下部與加熱臺(6)貼合。2.根據權利要求1所述的具有極低電阻的高溫超導涂層帶材接頭焊接裝置，其特征在于，所述上壓塊(3)與固定塊(2)通過旋動螺栓(8)套聯采用如下的結構:旋動螺栓(8)的上部為與固定塊(2)聯接的螺紋段(801)，其下部具有凸緣(802);上壓塊(3)具有內槽(301)，內槽的槽寬小于凸緣(802)直徑，內槽具有不小于凸緣(802)直徑的端頭(302)。3.根據權利要求1所述的具有極低電阻的高溫超導涂層帶材接頭焊接裝置，其特征在于，上壓塊下表面和下壓塊上表面平行度和垂直度誤差小于5μπι/100πιπι。
【文檔編號】B23K31/02GK205464859SQ201620152937
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月1日
【發明人】馬光同, 張涵, 李興田, 龔天勇, 楊晨, 劉坤
【申請人】西南交通大學