超导带材焊接装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种超导带材焊接装置，包括下压板和可上下移动的上压板，下压板包括下压板本体和第一突出部，第一突出部上设有第一收容槽，上压板包括上压板本体和第二突出部，第二突出部上设有第二收容槽，第一收容槽和第二收容槽对齐设置；上压板本体中和/或下压板本体中设有分别位于焊接区域上下两侧或其中一侧的加热元件，加热元件与温控系统相连接，上压板本体中和下压板本体中还开设有分别位于焊接区域上下两侧的气孔，气孔与冷却装置相连接。该超导带材焊接装置能够将两根待焊接的超导带材精确地上下叠合在一起，从而大大提高搭接精度；另外，通过温控系统来控制加热元件的发热温度，以精确控制焊接温度，通过气孔可实现焊接后的快速冷却，从而保证焊接质量。
【专利说明】
超导带材焊接装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种高温超导电缆产业中的制造工装设备，特别是涉及一种超导带材焊接装置。
【背景技术】
[0002]超导带材具有载流能力强、热损低或无热损等诸多优点，可广泛应用于电力传输、大型磁铁和超导电机等领域，如用超导带材缠绕制成超导电缆。但是，由于实际生产的超导带材的长度有限，且实际应用过程中的超导带材的长度又各不相同，故在应用超导带材时免不了要对超导带材进行焊接处理。
[0003]目前，传统的超导带材的焊接方式一般为操作工人手工焊接，但该种手工焊接方式在控制焊接温度和搭接精度方面都具有较大的操作难度，而实际应用的超导带材对焊接温度和搭接精度都具有较为严苛的要求。其中，Bi系带材的温度控制一般与其加强层的焊接直接相关，以AMSC公司的超导带材为例，其焊接温度要控制在140°C?169°C之间；而钇系高温超导带材的焊接温度要控制在250°C以内，同时考虑到其加强层的因素，实际焊接温度一般需要低于250°C，且焊接温度范围较小，因此采用手工焊接的方式很难保证焊接温度控制在需要的范围内，从而降低焊接质量。另外，超导带材的焊接质量也与焊接过程中的两根超导带材之间的紧压程度密切相关，而手工焊接的方式很难保证两根超导带材在焊接过程中的紧压水平，由此可知，传功的人工焊接方式存在较多方面的不足之处。
[0004]为此，申请号为200310101459.2的中国发明专利申请说明书公开了一种超导带材的焊接装置，该焊接装置包括由基座、导轨座、纵向定位滑块、纵向定位挡柱和宽度方向定位块构成的定位装置、由加压滑块、加压杆和加压块构成的加压装置、以及由加热棒、温度传感器和温控仪构成的加温装置，该焊接装置能够实现超导带材端部快速焊接，且能够实现焊接温度的控制，但是，其结构相对复杂，另外其不能很好地保证两根待焊超导带材之间的搭接精度，从而影响焊接质量。
实用新型内容
[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、且能够精确控制焊接温度和搭接精度、可实现快速加热和快速冷却的超导带材焊接装置。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供一种超导带材焊接装置，包括下压板和可上下移动的上压板，所述下压板包括下压板本体和从下压板本体上向上突出的第一突出部，所述第一突出部上设有上下延伸的第一收容槽，所述上压板包括上压板本体和从上压板本体上向下突出的第二突出部，所述第二突出部上设有上下延伸的第二收容槽，所述第一收容槽和第二收容槽均用于收容超导带材、且第一收容槽和第二收容槽对齐设置，所述下压板本体上开设有与第二突出部相适配的导向槽；所述下压板本体、第一突出部、上压板本体和第二突出部之间形成一焊接区域，所述上压板本体中和/或下压板本体中设有分别位于焊接区域上下两侧或其中一侧的加热元件，所述加热元件与一温控系统相连接，所述上压板本体中和下压板本体中还开设有分别位于焊接区域上下两侧的气孔，所述气孔与一冷却装置相连接。
[0007]优选地，所述第一突出部上还设有一前后延伸的第一取放通道，所述第一收容槽位于第一取放通道的后端、且两者形成第一卡槽，所述第一取放通道的前端为第一开口 ；所述第二突出部上还设有一前后延伸的第二取放通道，所述第二收容槽位于第二取放通道的后端、且两者形成第二卡槽，所述第二取放通道的前端为第二开口。
[0008]进一步地，所述上压板本体的下端面上、以及下压板本体的上端面上均设有一位于焊接区域内的压片，所述压片由耐高温且不粘锡的材料制成。
[0009]优选地，所述压片的材料为陶瓷或橡胶或硅胶，且压片的耐热温度不低于250°C。
[0010]进一步地，所述压片还具有弹性。
[0011]优选地，所述压片的材料为橡胶或硅胶，且压片的耐热温度不低于250°C。
[0012]进一步地，所述第一突出部上铰接有一位于上压板本体上方的压杆，该压杆中开设有一沿压杆长度方向延伸的滑槽，所述上压板本体的上端固定有一连接杆，该连接杆上端置于滑槽中、且与压杆铰接。
[0013]优选地,所述加热元件为高频加热元件。
[0014]优选地，所述下压板本体与第一突出部为一体结构，上压板本体与第二突出部也为一体结构。
[0015]如上所述，本实用新型涉及的超导带材焊接装置，具有以下有益效果:
[0016]该超导带材焊接装置中分别通过第一收容槽和第二收容槽来固定两根待焊接的超导带材，上压板可上下移动，在焊接时，上压板下移，紧压在下压板上，由于第一收容槽和第二收容槽为相互对齐设置，故两根待焊接的超导带材可精确地上下叠合在一起，从而大大提高搭接精度；另外，通过温控系统来控制加热元件的发热温度，以精确控制焊接温度，通过气孔可实现焊接后的快速冷却，从而保证焊接质量。进一步地，该超导带材焊接装置整体结构简单紧凑，方便加工制造，且制造成本较低，从而便于其推广应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的结构示意图。
[0018]图2为图1中下压板的A-A向剖视图。
[0019]图3为图1中上压板的B-B向剖视图。
[0020]元件标号说明
[0021]I下压板
[0022]11下压板本体
[0023]12第一突出部
[0024]13第一收容槽
[0025]14导向槽
[0026]15第一取放通道
[0027]16 第一开口
[0028]2上压板
[0029]21上压板本体
[0030]22第二突出部
[0031]23第二收容槽
[0032]24第二取放通道
[0033]25第二开口
[0034]3焊接区域
[0035]4压片
[0036]6压杆
[0037]61滑槽
[0038]7连接杆
[0039]8加热元件
[0040]9气孔
[0041]10超导带材
【具体实施方式】
[0042]以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
[0043]须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
[0044]本实用新型提供一种超导带材焊接装置，用于将两根超导带材10焊接在一起。如图1至图3所示，该超导带材焊接装置包括固定不动的下压板I和可上下移动的上压板2，所述下压板I包括下压板本体11和从下压板本体11上向上突出的第一突出部12，所述第一突出部12上设有上下延伸的第一收容槽13，所述上压板2包括上压板本体21和从上压板本体21上向下突出的第二突出部22，所述第二突出部22上设有上下延伸的第二收容槽23，所述第一收容槽13和第二收容槽23均用于收容超导带材10、且第一收容槽13和第二收容槽23对齐设置，所述下压板本体11上开设有与第二突出部22相适配的导向槽14 ;所述下压板本体11、第一突出部12、上压板本体21和第二突出部22之间形成一焊接区域3，所述上压板本体21中和/或下压板本体11中设有分别位于焊接区域3上下两侧或其中一侧的加热元件8，所述加热元件8与一温控系统相连接，即仅上压板本体21中设有位于焊接区域3上侧的加热元件8 ;或仅下压板本体11中设有位于焊接区域3下侧的加热元件8 ；或上压板本体21中设有位于焊接区域3上侧的加热元件8、且下压板本体11中设有位于焊接区域3下侧的加热元件8 ;所述上压板本体21中和下压板本体11中还开设有分别位于焊接区域3上下两侧的气孔9，所述气孔9有多个，且所述气孔9与一冷却装置相连接。
[0045]本实用新型涉及的超导带材焊接装置中，所述第一收容槽13和第二收容槽23为上下、前后对齐设置，且两者左右并排设置，即从该焊接装置的侧面来看，所述第一收容槽13的竖直中心轴线与第二收容槽23的竖直中心轴线相重合，另外，所述第一收容槽13的宽度dl与被收容在第一收容槽13中的超导带材10的宽度相等，第二收容槽23的宽度d2与被收容在第二收容槽23中的超导带材10的宽度也相等，这样将超导带材10放入第一收容槽13和第二收容槽23中后，在上压板2的上下移动过程中，超导带材10不会发生前后偏移，以提闻焊接质量。
[0046]在焊接时，先将上压板2上移，使上压板2的下端面与下压板I的上端面相脱离，操作工人将需要焊接连接的两根超导带材10端部经过上锡后分别放入第一收容槽13和第二收容槽23中，且将上锡的超导带材10的端部置于焊接区域3内，如图1所示，即放置在第一收容槽13中的超导带材10的右端上锡，且该端置于焊接区域3内；而放置在第二收容槽23中的超导带材10的左端上锡，且该端置于焊接区域3内；放置完成后，两根超导带材10上下对齐叠放在一起。上压板2下移，由于第一收容槽13和第二收容槽23为上下对齐设置、且第二收容槽23中的超导带材10在初始状态下位于第二收容槽23的下端，故上压板2下移后两根待焊接的超导带材10可精确地上下叠合在一起，两者之间不会发生前后错位，以保证两根超导带材10之间的焊接面积，从而大大提高搭接精度。同时，在上压板2的下移过程中，上压板2的第二突出部22会伸入下压板本体11上的导向槽14内，该导向槽14 一方面是为了给第二突出部22提供一下移空间，另一方面通过导向槽14和第二突出部22的相互配合可保证上压板2下移的平稳性，进一步提高搭接精度。焊接时，接通电源，所述温控系统用于控制输入给加热元件8的电流，从而控制加热元件8的发热温度，即控制焊接温度；加热元件8发热，使两根超导带材10端部的锡受热熔化，从而完成两根超导带材10的焊接。焊接结束后，开启冷却装置，则冷却装置将冷却介质通过气孔9通入两根超导带材10的焊接点处，以对焊接点进行快速冷却，从而保证焊接质量；所述冷却介质可以为冷却气体，也可以为冷却液体。冷却结束后，抬起上压板2，将超导带材10取出即可。
[0047]本实施例中，所述加热元件8为高频加热元件，以提高加热效率和加热速度，且能耗低，有利于节能环保；另外，所述下压板I和上压板2由非金属材料制成，或者，至少用于固定加热元件8的下压板本体11和上压板本体21由非金属材料制成。所述下压板本体11与第一突出部12为一体结构，上压板本体21与第二突出部22也为一体结构，以进一步地简化该焊接装置的整体结构，使该焊接装置方便加工制造、制造成本较低，从而便于其推广应用。
[0048]优选地，如图2和图3所示，为了便于将超导带材10放入第一突出部12和第二突出部22中，所述第一突出部12上还设有一前后延伸的第一取放通道15，所述第一收容槽13位于第一取放通道15的后端、且两者形成第一卡槽，所述第一取放通道15的前端为第一开口 16 ;所述第二突出部22上还设有一前后延伸的第二取放通道24，所述第二收容槽23位于第二取放通道24的后端、且两者形成第二卡槽，所述第二取放通道24的前端为第二开口 25 ;所述第一取放通道15的前端向前延伸至第一突出部12的前表面处，所述第二取放通道24的前端也向前延伸至第二突出部22的前表面处。在将超导带材10放入下压板I中时，可依次通过第一开口 16、第一取放通道15将超导带材10放入第一收容槽13中；在将超导带材10放入上压板2中时，可依次通过第二开口 25、第二取放通道24将超导带材10放入第二收容槽23中。本实施例中，所述第一收容槽13的上端向上延伸至第一取放通道15的后端处，第二收容槽23的下端向下延伸至第二取放通道24的后端处。故在焊接完成后，将上压板2向上抬起，即可将焊接在一起的两根超导带材10从第一卡槽和第二卡槽中取出。
[0049]进一步地，见图1，所述第一突出部12上铰接有一位于上压板本体21上方的压杆6，该压杆6中开设有一沿压杆6长度方向延伸的滑槽61，所述上压板本体21的上端固定有一连接杆7，该连接杆7上端置于滑槽61中、且与压杆6铰接，所述连接杆7的上端可沿滑槽61来回滑动，故通过抬起或下压压杆6可上移或下移上压板2，操作非常方便。且在焊接过程中，通过压住压杆6来压住上压板2，从而提供对超导带材10的压紧力。
[0050]进一步地，如图1所示，所述上压板本体21的下端面上、以及下压板本体11的上端面上均设有一位于焊接区域3内的压片4，所述压片4由耐高温且不粘锡的材料制成，在焊接区域3内，待焊接的超导带材10与压片4相接触，由于压片4由耐高温且不粘锡的材料制成，故焊接完成后，超导带材10不会和压片4焊接在一起，从而防止超导带材10与焊接装置焊接在一起，以便于超导带材10的取出。优选地，所述压片4的材料为陶瓷或橡胶或硅胶，且压片4的耐热温度不低于250°C。
[0051]进一步地，为了保证压片4对超导带材10的压紧力，所述压片4还具有弹性，此时，压片4的材料为橡胶或硅胶，且压片4的耐热温度不低于250°C，故在焊接过程中，通过下压上压板2，可保证压片4对超导带材10的压紧力，使两根超导带材10在焊接过程中可靠地压紧在一起，以保证焊接质量。
[0052]综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0053]上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种超导带材焊接装置，其特征在于:包括下压板(1)和可上下移动的上压板(2)，所述下压板(1)包括下压板本体(11)和从下压板本体(11)上向上突出的第一突出部(12)，所述第一突出部(12)上设有上下延伸的第一收容槽(13)，所述上压板(2)包括上压板本体(21)和从上压板本体(21)上向下突出的第二突出部(22)，所述第二突出部(22)上设有上下延伸的第二收容槽(23)，所述第一收容槽(13)和第二收容槽(23)均用于收容超导带材(10)、且第一收容槽(13)和第二收容槽(23)对齐设置，所述下压板本体(11)上开设有与第二突出部(22)相适配的导向槽(14);所述下压板本体(11)、第一突出部(12)、上压板本体(21)和第二突出部(22)之间形成一焊接区域(3)，所述上压板本体(21)中和/或下压板本体(11)中设有分别位于焊接区域(3)上下两侧或其中一侧的加热元件(8)，所述加热元件(8)与一温控系统相连接，所述上压板本体(21)中和下压板本体(11)中还开设有分别位于焊接区域(3)上下两侧的气孔(9)，所述气孔(9)与一冷却装置相连接。
2.根据权利要求1所述的超导带材焊接装置，其特征在于:所述第一突出部(12)上还设有一前后延伸的第一取放通道(15)，所述第一收容槽(13)位于第一取放通道(15)的后端、且两者形成第一卡槽，所述第一取放通道(15)的前端为第一开口(16);所述第二突出部(22)上还设有一前后延伸的第二取放通道(24)，所述第二收容槽(23)位于第二取放通道(24)的后端、且两者形成第二卡槽，所述第二取放通道(24)的前端为第二开口(25)。
3.根据权利要求1所述的超导带材焊接装置，其特征在于:所述上压板本体(21)的下端面上、以及下压板本体(11)的上端面上均设有一位于焊接区域(3)内的压片(4)，所述压片(4)由耐高温且不粘锡的材料制成。
4.根据权利要求3所述的超导带材焊接装置，其特征在于:所述压片(4)的材料为陶瓷或橡胶或硅胶，且压片(4)的耐热温度不低于250°C。
5.根据权利要求3所述的超导带材焊接装置，其特征在于:所述压片(4)还具有弹性。
6.根据权利要求5所述的超导带材焊接装置，其特征在于:所述压片(4)的材料为橡胶或硅胶，且压片(4)的耐热温度不低于250°C。
7.根据权利要求1所述的超导带材焊接装置，其特征在于:所述第一突出部(12)上铰接有一位于上压板本体(21)上方的压杆￠)，该压杆￠)中开设有一沿压杆(6)长度方向延伸的滑槽(61)，所述上压板本体(21)的上端固定有一连接杆(7)，该连接杆(7)上端置于滑槽￠1)中、且与压杆(6)铰接。
8.根据权利要求1所述的超导带材焊接装置，其特征在于:所述加热元件(8)为高频加热元件。
9.根据权利要求1所述的超导带材焊接装置，其特征在于:所述下压板本体(11)与第一突出部(12)为一体结构，上压板本体(21)与第二突出部(22)也为一体结构。
【文档编号】B23K31/02GK204035830SQ201420460620
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月14日 优先权日:2014年8月14日
【发明者】韩云武, 宗曦华, 张智勇, 张喜泽, 张大义, 汤涛, 田祥, 喻志广, 陆小虹 申请人:上海电缆研究所