[發明專利]一種熱核聚變堆超導線圈熱屏蔽部件及其制備方法

在審

• 申請號: 202011047780.7
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112259317A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 許丹;李鵬遠;張騰;孫振超;柳根;魏海鴻;羅蓉蓉;李敏
• 申請（專利權）人: 核工業西南物理研究院
• 主分類號: H01F6/04
• 分類號: H01F6/04;H01F41/04;G21B1/05;G21B1/11
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 王婷

1.一種熱核聚變堆超導線圈熱屏蔽部件，其特征在于，包括：F型管A(1)、F型管B(2)、銅板A(3)、銅板B(4)、銅板C(5)、銅鉻鋯鋼管釬焊組件(6)；所述銅板A(3)與銅板B(4)之間通過銅鉻鋯鋼管釬焊組件(6)連接，所述銅板B(4)與銅板C(5)之間設置有銅鉻鋯鋼管釬焊組件(6)；所述銅鉻鋯鋼管釬焊組件(6)的兩端分別設置有F型管A(1)和F型管B(2)。

2.如權利要求1所述的一種熱核聚變堆超導線圈熱屏蔽部件,，其特征在于，所述銅鉻鋯鋼管釬焊組件(6)包括：銅鉻鋯塊(10)、釬料(7)、填料槽(8)和鋼管(9)；

所述銅鉻鋯塊(10)整體為條狀“凸”型結構，銅鉻鋯塊(10)的中央上開有銅合金通孔，鋼管(9)插入銅合金通孔內，且鋼管(9)與銅合金通孔之間不接觸且留有間隙，在銅合金通孔一側設置有填料槽(8)；所述釬料(7)放置在填料槽(8)內。

3.如權利要求2所述的一種熱核聚變堆超導線圈熱屏蔽部件，其特征在于：鋼管(9)直線度為0.02mm/100mm，鋼管(9)圓度在0.02mm以內，鋼管(9)材質為銹鋼材質；所述釬料(7)材料為AgCu28。

4.一種如權利要求1至3中任意其一所述的一種熱核聚變堆超導線圈熱屏蔽部件，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：對鋼管(9)及銅鉻鋯塊(10)的釬焊前表面處理進行機加工；

步驟二：鋼管(9)及銅鉻鋯塊(10)的釬焊前裝配及真空釬焊；

步驟三：放入真空釬焊爐中進行釬焊；

步驟四：將銅鉻鋯鋼管釬焊組件(6)加工后與銅板A(3)、銅板B(4)、銅板C(5)使用攪拌摩擦焊接進行對接

步驟五：采用TIG焊接方式將F型管A(1)和F型管B(2)與銅鉻鋯鋼管釬焊組件(6)內的鋼管(9)連接；

步驟六：對步驟四銅鉻鋯鋼管釬焊組件(6)與銅板A(3)、銅板B(4)、銅板C(5)的攪拌摩擦焊縫進行無損檢測；

步驟七：對步驟五焊接后的銅鉻鋯合金塊(10)進行水壓檢測；對步驟五采用TIG焊接連接后的后的熱屏蔽部件進行真空正壓氦撿漏。

5.如權利要求4所述的一種熱核聚變堆超導線圈熱屏蔽部件的制備方法，其特征在于，所述步驟一還包括：所述銅鉻鋯塊(11)上的銅合金通孔及直線度偏差在0.02mm/100mm以內；使用無水乙醇超聲波清洗鋼管(9)、銅鉻鋯塊(10)的內、外表面，在清洗過程中保證鍍鎳層不受損害，然后用熱氮氣吹干備用。

6.如權利要求5所述的一種熱核聚變堆超導線圈熱屏蔽部件的制備方法，其特征在于：所述步驟二還包括：

將鍍鎳后的鋼管(9)插入銅鉻鋯合金塊(10)的銅合金通孔里；控制鋼管(10)與銅合金通孔之間的釬焊間隙為0.03mm；隨后將絲狀釬料(7)插入銅鉻鋯合金塊(10)上的填料槽(8)中，形成銅鉻鋯鋼管釬焊組件(6)。

7.如權利要求6所述的一種熱核聚變堆超導線圈熱屏蔽部件的制備方法，其特征在于：所述步驟三還包括：將步驟二中的銅鉻鋯鋼管釬焊組件(6)放入真空爐中，設置真空爐釬焊溫度為8×10-3pa，在800℃下釬焊30min，然后在真空爐中冷卻至500℃；當工件溫度降至500℃時，通過引入氮氣以5℃/min的速度加速冷卻至150℃。

8.如權利要求7所述的一種熱核聚變堆超導線圈熱屏蔽部件的制備方法，其特征在于：所述步驟四還包括：將銅板A(3)和銅板B(4)的一條最長邊通過銅鉻鋯鋼管釬焊組件(6)采用攪拌摩擦焊的焊接方式焊接連接，同樣將銅板B(4)另一條最長邊和銅板C(5)的一條最長邊通過銅鉻鋯鋼管釬焊組件(6)采用攪拌摩擦焊的焊接方式焊接連接；焊接參數范圍：焊接速度v＝100mm/min，轉速U為500rpm，攪拌頭壓力為1000N。

9.如權利要求8所述的一種熱核聚變堆超導線圈熱屏蔽部件的制備方法，其特征在于：所述步驟五還包括：所述TIG焊接工藝參數為電流88A,電壓10V,焊接速度10°/s。