[發(fā)明專(zhuān)利]一種高溫超導(dǎo)帶材的連接方法及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010030373.9
• 申請(qǐng)日: 2020-01-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111151836B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張繁星;謝述鋒;黃磊;李利
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所
• 主分類(lèi)號(hào): B23K1/06
• 分類(lèi)號(hào): B23K1/06;B23K1/20
• 代理公司: 洛陽(yáng)公信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 孫笑飛

本發(fā)明公開(kāi)了一種高溫超導(dǎo)帶材的連接方法及應(yīng)用，所述連接方法包括以下步驟：先對(duì)高溫超導(dǎo)帶材待連接部位進(jìn)行清潔處理；再利用表面活性劑對(duì)高溫超導(dǎo)帶材進(jìn)行活化處理；利用超聲波焊接裝置對(duì)由高溫超導(dǎo)帶材和釬料制成的高溫超導(dǎo)帶材/釬料/高溫超導(dǎo)帶材三層結(jié)構(gòu)進(jìn)行加熱加壓，待釬料融化后，對(duì)三層結(jié)構(gòu)進(jìn)行超聲振動(dòng)；待超聲振動(dòng)和加熱共同作用8~12s后，停止加熱，然后等釬料完全凝固后再停止加壓和超聲振動(dòng)，即完成兩段高溫超導(dǎo)帶材的連接；利用該連接方法重復(fù)連接能夠得到磁體用超長(zhǎng)高溫超導(dǎo)帶材。本發(fā)明提供的高溫超導(dǎo)帶材的連接方法，通過(guò)邊加熱邊施加超聲波的方式使熔融釬料充分鋪滿(mǎn)焊接區(qū)，有效提升高溫超導(dǎo)帶材焊接接頭的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超導(dǎo)帶材超聲焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種高溫超導(dǎo)帶材的連接方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

高溫超導(dǎo)帶材以其電阻低、載流能力高著稱(chēng)，可廣泛應(yīng)用于船舶動(dòng)力、電力傳輸?shù)阮I(lǐng)域，其應(yīng)用形式主要為將高溫超導(dǎo)帶材繞制成磁體。同時(shí)，由于高溫超導(dǎo)帶材長(zhǎng)度限制，不可避免存在搭接現(xiàn)象，高溫超導(dǎo)帶材接頭性能對(duì)超導(dǎo)磁體性能影響較大，若接頭強(qiáng)度、電阻等性能不足，很可能成為整個(gè)超導(dǎo)磁體的薄弱環(huán)節(jié)，嚴(yán)重影響磁體的低溫穩(wěn)定運(yùn)行。

目前，高溫超導(dǎo)帶材的連接方式主要為手工焊接及機(jī)械焊接兩種，其中手工焊接主要為在疊加的高溫超導(dǎo)帶材之間加入釬料，然后疊加加熱，給予一定壓力，使內(nèi)部焊劑均勻鋪滿(mǎn)焊接區(qū)，完成焊接。而機(jī)械焊接則將加熱以及施壓改為機(jī)械方式實(shí)施，基本原理與手工焊接類(lèi)似。上述連接方式的問(wèn)題在于，焊接時(shí)溫度難以準(zhǔn)確定位，溫度過(guò)低則釬料熔融不充分，會(huì)導(dǎo)致焊接不充分，內(nèi)部出現(xiàn)氣孔，焊接電阻變大且接頭強(qiáng)度不高；溫度過(guò)高則會(huì)使超導(dǎo)線材性能退化，特別是二代層狀的高溫超導(dǎo)帶材還可能出現(xiàn)分層現(xiàn)象而導(dǎo)致帶材性能?chē)?yán)重退化。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種高溫超導(dǎo)帶材的連接方法及應(yīng)用，在高溫超導(dǎo)帶材的連接方法中通過(guò)邊加熱邊施加超聲波的焊接方法提升高溫超導(dǎo)帶材焊接接頭的綜合性能，有效提升高溫超導(dǎo)帶材焊接接頭的可靠性，為高溫超導(dǎo)帶材在磁體領(lǐng)域的應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種高溫超導(dǎo)帶材的連接方法，所述連接方法包括以下步驟：

步驟一、用砂紙去除待連接高溫超導(dǎo)帶材待連接部位表面的氧化皮，并用丙酮擦拭高溫超導(dǎo)帶材待連接部位的表面，使其表面潔凈；

步驟二、利用表面活性劑對(duì)步驟一處理后的高溫超導(dǎo)帶材待連接部位進(jìn)行活化處理；

步驟三、將步驟二活化處理后的其中一根高溫超導(dǎo)帶材放置在超聲波焊接裝置的恒溫加熱平臺(tái)上，然后將釬料放置在該根高溫超導(dǎo)帶材的待連接部位上，再將另一根經(jīng)步驟二活化處理后的高溫超導(dǎo)帶材的待連接部位放置在釬料上方，形成高溫超導(dǎo)帶材/釬料/高溫超導(dǎo)帶材三層結(jié)構(gòu)；

步驟四、利用超聲波焊接裝置對(duì)步驟三制成的三層結(jié)構(gòu)進(jìn)行加熱加壓，加壓時(shí)對(duì)三層結(jié)構(gòu)施加垂直于高溫超導(dǎo)帶材延伸方向的壓力，以使三層結(jié)構(gòu)緊密靠合；待釬料融化后，對(duì)三層結(jié)構(gòu)進(jìn)行超聲振動(dòng)；待超聲振動(dòng)和加熱共同作用8~12s后，停止加熱，然后等釬料完全凝固后再停止加壓和超聲振動(dòng)，即完成兩段高溫超導(dǎo)帶材的連接；

進(jìn)一步地，步驟二中，所述表面活性劑為以乳酸或檸檬酸為基礎(chǔ)的弱酸性有機(jī)系列活性劑。

進(jìn)一步地，步驟三中，所用釬料為錫鉛軟釬料或低溫銦基軟釬料中的一種。

進(jìn)一步地，步驟四中，加熱溫度為160~230℃，加壓壓力為0.2~0.5MPa。

進(jìn)一步地，步驟四中，超聲振動(dòng)的振動(dòng)頻率為30~60Hz，振幅為2~4μm。

進(jìn)一步地，所述高溫超導(dǎo)帶材為一代和/或二代高溫超導(dǎo)帶材。

利用上述連接方法連接的高溫超導(dǎo)帶材在繞制磁體領(lǐng)域的應(yīng)用。

有益效果：