[發(fā)明專利]一種高溫超導(dǎo)帶材內(nèi)封接頭制作方法

有效

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• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN111872539B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張永軍;蔡傳兵;張軒;鄭龍;胡宏偉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海上創(chuàng)超導(dǎo)科技有限公司
• 主分類號: B23K20/02
• 分類號: B23K20/02;B23K20/24;B23K20/26
• 代理公司: 上海浦東良風(fēng)專利代理有限責(zé)任公司 31113
• 代理人: 張勁風(fēng)

本發(fā)明提供了一種高溫超導(dǎo)帶材內(nèi)封接頭的制作方法，主要解決現(xiàn)有高溫超導(dǎo)帶材封裝后再焊接存在的接頭強度較低、接頭處與原始帶材的厚度差異，表面不平整，機械性能以及彎曲性能較差等技術(shù)問題。技術(shù)方案包括：a、將具有夾層結(jié)構(gòu)帶材A和帶材B的一端撕開。b、在帶材A的撕開處，放置焊料片，最后將帶材B的撕開測，放置在焊料片上，形成焊接之前搭接結(jié)構(gòu)。c、再將帶材A和帶材B的搭接接頭放置在焊接頭制作模具上，通過定位槽調(diào)整帶材A和帶材B的搭接頭的準(zhǔn)直性。d、將焊接頭制作模具放置在熱壓機的下加熱板上，啟動壓下開關(guān)，下壓上加熱板，風(fēng)冷模具；當(dāng)下加熱板溫度80℃時，即可取出，完成焊接接頭制作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超導(dǎo)帶材焊接，特別涉及一種高溫超導(dǎo)帶材內(nèi)封接頭制作方法。

背景技術(shù)

自1987年Y-Ba-Cu-O (YBCO) 被發(fā)現(xiàn)以來的30多年里，由于其載流能力強、熱損低或無熱損等諸多優(yōu)點，RE-Ba-Cu-O (REBCO，RE=稀土元素) 超導(dǎo)體得到重大發(fā)展，制備長度達(dá)到百米，甚至上千米量級，第二代高溫超導(dǎo)（2G-HTS）帶材在世界各地已經(jīng)實現(xiàn)了商業(yè)化生產(chǎn)，并逐步在許多場景中得到應(yīng)用。

高溫超導(dǎo)帶材在電力傳輸（如繞制超導(dǎo)電纜）、大型磁體和超導(dǎo)電機等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，但同時對高溫超導(dǎo)帶材的要求也越來越高，現(xiàn)有加工工藝可以提供幾百米到千米量級的高溫超導(dǎo)帶材，顯然不能滿足超導(dǎo)裝置對長度的要求，所以實際應(yīng)用中必然要使用大量的接頭。

此外，隨著帶材制備長度的增加，對成品率和技術(shù)的要求也越高，同時其單價也就越高。因此，無論從技術(shù)還是經(jīng)濟(jì)上看，對高溫超導(dǎo)帶材焊接技術(shù)及接頭電阻特性的研究都具有重要意義。

焊接接頭具有兩個重要的參數(shù)，一是接頭電阻，二是機械強度及厚度要求。一般要求接頭電阻盡可能小，這樣可以提高超導(dǎo)設(shè)備運行的穩(wěn)定性，使帶材在液氮中運行時發(fā)熱較少，從而可降低液氮的揮發(fā)，提高設(shè)備的整體性能。具有較高機械強度以及與原始帶材厚度差異較小，非常有利于下游超導(dǎo)裝置的制作，如超導(dǎo)電纜的繞制等。

目前，普遍采用的焊接接頭制作方法是，封裝后的成品帶材通過搭接或橋接的方式進(jìn)行焊接，其接頭電阻可達(dá)10^-8Ω量級，滿足商業(yè)化的應(yīng)用，但其接頭強度較低，同時，厚度大于原始帶材厚度的2倍。接頭處與原始帶材的厚度差異，表面不平整，機械性能以及彎曲性能較差，對制作超導(dǎo)裝置非常不利，如高溫超導(dǎo)電纜的繞制等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種高溫超導(dǎo)帶材內(nèi)封接頭制作方法。主要解決現(xiàn)有高溫超導(dǎo)帶材封裝后再焊接存在的接頭強度較低、接頭處與原始帶材的厚度差異，表面不平整，機械性能以及彎曲性能較差等技術(shù)問題。

本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種高溫超導(dǎo)帶材內(nèi)封接頭制作方法，包括以下步驟：

a、將具有夾層結(jié)構(gòu)帶材A和帶材B的一端放置在恒溫加熱平臺的加熱板上，通過加熱的方式將其封裝層A撕開，并根據(jù)接頭長度，確定撕開長度L₁，同時剪開或鋸開；同樣，將超導(dǎo)芯帶層也撕開，長度為L₂，同時剪開或鋸開。

b、在帶材A的撕開處，放置焊料片，最后將帶材B的撕開側(cè)，放置在焊料片上，形成焊接之前搭接結(jié)構(gòu)。

c、再將帶材A和帶材B的搭接接頭放置在焊接頭制作模具上，通過定位槽調(diào)整帶材A和帶材B的搭接頭的準(zhǔn)直性。

d、將焊接頭制作模具放置在熱壓機的下加熱板上，啟動壓下開關(guān)，下壓上加熱板，風(fēng)冷模具；當(dāng)下加熱板溫度80℃時，即可取出，完成焊接接頭制作。

對于步驟a，恒溫加熱平臺溫度設(shè)置，是以帶材封裝時所用封裝焊料的熔點作為依據(jù)，當(dāng)溫度大于封裝焊料熔點時，封裝焊料熔化，封裝層A就可以從該處撕開，最重要的一點是該法不會破壞核心功能層-超導(dǎo)層，不影響帶材的性能，這是本發(fā)明先決條件。

帶材A和帶材B的超導(dǎo)面?zhèn)认鄬Ψ胖谩?/p>