[發明專利]一種超導磁體出線端的焊接方法

有效

• 申請號: 201410078491.1
• 申請日: 2014-03-05
• 公開（公告）號: CN103831500A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 宋萌;趙翔;胡南南;任麗;沈石峰;董洪達;王作帥
• 申請（專利權）人: 云南電力試驗研究院（集團）有限公司電力研究院;華中科技大學
• 主分類號: B23K1/00
• 分類號: B23K1/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青

技術領域

本發明屬于超導材料焊接工藝技術，具體涉及一種超導磁體出線端的焊接方法，尤其適用于高溫超導磁體的電流引線與超導磁體出線端之間過渡部分的焊接。

背景技術

高溫超導磁體的電流引線是跨越室溫區與低溫區的裝置。最簡單的一種電流引線是由銅或銅合金制成的，其結構與材料的設計直接影響著漏熱量，在滿足通流和安全性要求的前提下，電流引線的設計工作就是要盡量減小由電流引線引入低溫系統的漏熱。但是如何將超導部分的出線端與常導銅引線可靠的連接在一起也是一個重要的研究問題。

一方面，高溫超導帶材具有類似陶瓷材料的機械性能，在與銅或銅合金材料電流引線連接的時候往往會因為本身較脆的特性，在處理不當扭曲或受壓的情況下，超導磁體的出線端被直接損壞。在磁體正常運行的過程中，超導帶材中往往會通入大電流，在軸向和徑向磁場下會產生較強的安培力，而出線端又是整個磁體中最薄弱的部分，如果設計失當會在力的作用下受損或者誘發整個磁體失超。因此設計一種簡單合理并且可靠的超導磁體出線端與電流引線之間的過渡方式是超導磁體制作的關鍵步驟。

另一方面，焊接工藝的好壞也會對超導磁體出線端的牢固程度和接頭電阻產生較大的影響。一般的焊接方式為將焊錫絲分別放在超導帶材的上下兩個表面，將其融化后與銅過渡焊接在一起。或者在將銅過渡與帶材的位置固定好后在外部進行焊接。經實際工程驗證發現，這兩種焊接方式可能導致焊錫分布不均勻，產生部分區域沒有覆蓋焊錫，部分區域焊錫堆積的情況。這樣會使焊接部位不牢靠并且焊接電阻較大，在磁體運行中產生較大熱量，對磁體的正常運行產生威脅。

發明內容

本發明提供一種超導磁體出線端的焊接方法，目的在于很好地完成高溫超導磁體電流引線與超導磁體出線端之間的焊接。

本發明通過下述技術方案予以實現：一種超導磁體出線端的焊接方法，包括下述步驟：

第1步將超導磁體出線端的表面絕緣剝離，焊錫絲緊密地螺旋纏繞在超導帶材表面，并使相鄰焊錫絲之間留有空隙，以免焊錫在焊接過程滴落損傷超導磁體；

第2步將銅編織帶套在纏繞有焊錫絲的超導帶材出線端外，并固定位置；

第3步裁剪好的環氧板罩在超導線圈的外側，以免焊接過程中焊槍損傷超導磁體；

第4步采用環氧擋板將待焊接部分與超導線圈隔開，用電烙鐵從銅編織帶的一端逐漸向后移動，反復幾次，使內部的焊錫完全熔化，起到固定帶材與銅編織帶的作用；

第5步待焊錫完全冷卻后，將銅編織帶的另一端與電流引線連接；最后將銅編織帶固定在環氧筒上。

本發明提供的焊接方法的技術優點如下：

1.本發明方法便于實現，具有較強的實際操作性，并且可靠性高。

2.焊錫的分布勻稱，熔化后可均勻的分布在帶材的上下表面和側面，與外部的銅編制帶緊密接觸，接觸電阻相較于其他焊接法很小，發熱量低。

3.焊錫絲在焊接前已將超導帶材包裹在內部，在焊接時可保證焊錫先接觸到熱量熔化，避免了電烙鐵直接傳熱給超導帶材，使帶材受熱損壞。

4.可由單根焊錫絲纏繞在帶材表面，焊接時熱量通過銅編織帶沿焊錫絲傳播，經試驗驗證效率明顯高于其他焊接方式。

附圖說明

圖1為本發明銅編織帶內焊錫絲在超導帶材上的纏繞方式。

圖2為本發明焊錫纏繞方式的具體結構。

圖3(a)為本發明超導磁體出線端和過渡銅編織帶之間具體焊接過程的主視圖，圖3(b)為該過程的俯視圖。

圖4為本發明焊接安裝完成后的總體效果示意圖。

圖中，1，超導磁體出線端；2，焊錫絲；3，銅編織帶；4，環氧筒；5，銅編織帶的尾部；6，環氧板；7，超導磁體；8，聚酰亞胺膠帶；9，待焊接部位；10，銅電流引線；11，環氧固定部件。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明。在此需要說明的是，對于這些實施方式的說明用于幫助理解本發明，但并不構成對本發明的限定。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。

在圖1中，先將超導磁體出線端1的表面絕緣剝離(其長度可為20cm左右)，使超導帶材裸露在外，然后將焊錫絲2均勻緊密地纏繞在超導帶材的表面，隨后將銅編織帶3的一端套到纏繞有焊錫的超導磁體出線端1外，與絕緣剝離的位置對齊。

如圖2所示，焊錫絲2的纏繞方式類似于螺線管型，盡量緊貼超導帶材，并且相鄰焊錫絲之間留有一定空隙，防止焊錫過多，導致焊接過程滴落損傷磁體。