超导带材焊接装置的制作方法

本实用新型涉及超导电缆制造技术领域，特别是涉及一种超导带材焊接装置。

背景技术：

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。

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，但现有的人工进行焊接的方式存在以下问题：1、焊接速度慢，影响超导电缆生产的速度；2、焊接时通常靠经验掌握，因焊接时长差别导致焊接质量参差不齐，焊接质量得不到保证；3、焊接温度调节为粗犷式，不能精细调节，高温易对超导带材性能产生不良影响。也就是说，现有的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，但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。

虽然，现有技术中虽也公开了些采用装置进行焊接的方法，但是，仍然存在如下问题：焊接精度不够准确；焊接时对带材会有损伤；无法均匀焊接，影响超导带材的质量；焊接步骤繁琐，影响超导带材的生产速度等。

因此，提供一种可以同时提高焊接质量和焊接速度的焊接装置是十分必要的。

技术实现要素：

基于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单，能够提高超导带材的焊接质量，加快超导带材的焊接速度的超导带材焊接装置。

上述目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型提供的一种超导带材焊接装置，包括：底座、设置在所述底座上的滑道柱、以及沿所述滑道柱上下可移动地加热块，所述滑道柱两侧的底座上对称设置有两个凹槽；所述凹槽的底面上沿凹槽的长度方向依次设置有下层带材加热片和上层带材支撑区；所述凹槽靠近滑道柱的凹槽壁上设置有沿凹槽长度方向可移动的上层带材挡板，所述上层带材挡板位于所述下层带材加热片上方；其中，下层带材置于下层带材加热片上且位于上层带材挡板下方，焊接端顶靠在上层带材支撑区的侧面；上层带材置于上层带材支撑区上且焊接端顶靠在上层带材挡板的侧面；上层带材支撑区和上层带材挡板之间形成焊接区域，所述加热块向下移动以完成焊接区域的焊接。

优选地，所述凹槽内沿长度方向还设置有用于对齐上层带材和下层带材的侧面挡板，所述侧面挡板沿所述凹槽的宽度方向可调节，以调节焊接区域的宽度。

优选地，所述加热块内部还连接有时间继电器，用于控制加热块的加热时间；所述加热块内部还连接有温度感应器，用于控制焊锡熔化温度。

优选地，所述底座上还设置有显示控制面板，用于设定加热时间及加热温度，所述显示控制面板与所述加热块电连接。

优选地，还包括：第一锁定机构，用于锁定所述上层带材挡板；第二锁定机构，用于锁定所述侧面挡板；第三锁定机构，用于锁定下移后加热块。

优选地，所述第一锁定机构采用螺纹固定方式进行锁定；所述第二锁定机构采用螺纹固定、电控锁定方式中的一种进行锁定；所述第三锁定机构采用螺纹固定、电控锁定方式中的一种进行锁定。

优选地，所述上层带材挡板的厚度略小于上层带材厚度，更优选地，可以小于0.02mm～0.08mm；所述上层带材挡板下表面距所述下层带材加热片的上表面高度略大于下层带材厚度，更优选地，可以大于0.02mm～0.05mm；所述上层带材支撑区的上表面距所述下层带材加热片上表面的高度与下层带材厚度相同。

优选地，位于焊接区域的上层带材下表面和下层带材上表面均涂有助焊剂层，和/或，在下层带材和上层带材之间设置有薄锡片。

优选地，所述滑道柱的两侧均设置有燕尾槽，所述加热块为与燕尾槽相适配的燕尾块。

优选地，所述上层带材挡板和所述上层带材支撑区的材质均为绝热材料。

有益效果：

本实用新型超导带材焊接装置通过凹槽内的上层带材支撑区、上层带材挡板以及下层带材加热片可以很好的完成带材长度方向的对齐完成定位，以完成加热块对超导带材的焊接区域的焊接；通过在滑道柱两侧对称设置有两个凹槽，可同时进行焊接，或单侧焊接时，另一侧进行焊接准备，大大节省了焊接等待时间。

本实用新型在焊接时既可避免损伤带材，又能使带材的端部紧密而均匀地焊接，批量生产时可以使超导带材的端部焊接速度加快，焊接质量大大提高，使每个超导带材的端部焊接质量得到统一，从而保证超导电缆的质量。

本实用新型超导带材焊接装置还具有结构简单、设计巧妙、操作方便，制造成本较低的优点，便于推广应用。

附图说明

图1是本实用新型超导带材焊接装置中底座和滑道柱的结构示意图；

图2是本实用新型超导带材焊接装置中右侧凹槽带材安装区域的侧视图；

图3是本实用新型超导带材焊接装置中左侧凹槽带材安装的侧视图；

图4是本实用新型超导带材焊接装置中加热块下移时的结构示意图；

图5是本实用新型超导带材焊接装置位于滑道柱右侧的加热块下移至焊接区域的侧视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：

如图1和图2所示，本实用新型提供一种超导带材焊接装置，包括：底座1、设置在底座1上的滑道柱、以及沿滑道柱上下可移动地加热块2，滑道柱两侧的底座1上对称设置有两个凹槽；在凹槽内的底面上沿凹槽的长度方向依次设置有下层带材加热片1-4和上层带材支撑区1-3；凹槽靠近滑道柱的凹槽壁上设置有沿凹槽长度方向可移动的上层带材挡板1-2，上层带材挡板 1-2位于下层带材加热片1-4上方。如图3所示，下层带材4置于下层带材加热片1-4上且位于上层带材挡板1-2下方，焊接端顶靠在上层带材支撑区1-3 的内侧面；上层带材3置于上层带材支撑区1-3上且焊接端顶靠在上层带材挡板1-2的内侧面；上层带材支撑区1-3的内侧面和上层带材挡板1-2的内侧面之间形成焊接区域6，加热块2向下移动以完成焊接区域6的焊接。

该装置中滑道柱的左右两侧为对称结构，如图1和图4所示，滑道柱的两侧均设置有燕尾槽1-1，即加热块2的滑道，底部带防碰撞阻尼结构，加热块2为两个与燕尾槽1-1相适配的燕尾块，可同时进行焊接，或单侧焊接时，另一侧进行焊接准备，从而节省了焊接等待时间。该装置利用便捷紧固方式加快带材焊接速度，且在焊接时既避免了损伤带材，又使带材的端部紧密而均匀地焊接，批量生产时超导带材的端部焊接速度加快，焊接质量大大提高，使每个超导带材的端部焊接质量得到统一，从而保证超导电缆的质量。

其中，上层带材挡板1-2厚度比上层带材3略薄，例如，可以薄0.02mm～0.08mm，其下表面距下层带材加热片1-4的上表面高度比下层带材4厚度略高，例如，可以高出0.02mm～0.05mm，材质为绝热材料，可水平移动调节以焊接区域6沿凹槽长度方向的距离，从而精确统一带材焊接长度，提升超导带材焊接工艺，该上层带材挡板1-2可以通过螺纹或其他方式固定。上层带材支撑区1-3，其距下层带材加热片1-4的上表面高度与带材厚度相同，材质为绝热材料；下层带材加热片1-4，用于对焊接区域6的下层带材4进行加热。本实用新型其余部分也为绝缘材料。本实用新型中所描述的凹槽长度方向为图2所示的水平方向；凹槽左右是图1所示出的左右。

在凹槽内沿长度方向还设置有侧面挡板5，如图4和图5所示，侧面挡板 5沿凹槽的宽度方向可调节，用于对齐上层带材3和下层带材4，以调节焊接区域6的宽度，从而精确统一带材焊接宽度，提升超导带材焊接工艺。侧面挡板5的锁定可以采用螺纹固定、或者电控锁定方式。侧面挡板5为绝热材料，表面光滑具有一定柔度，防止碰伤带材，内部含一定数量的栅格或网孔，使多余焊锡流出。

因上层带材3上表面略高于靠近滑道柱基座(底座上表面)及上层带材挡板1-2的上表面，可以依靠设置加压装置对上层带材3与下层带材4进行加压，使上层带材3与下层带材4紧密焊接在一起，减小焊锡层厚度，减小焊接接头接续电阻，改善焊接接头质量，但不限于此。加热块2可设计为：在底部焊接区域6焊接薄加热片，其上部设置为具有一定重量可用于加压的绝热体，以同时完成加压及焊接。采用该装置进行焊接时，可以在焊接区域6 的上层带材3下表面和下层带材4上表面上均涂上助焊剂层，或者，在下层带材4和上层带材3之间设置薄锡片，进行焊接。

本实用新型中，在加热块2内部还连接有时间继电器，用于精准地控制加热块2的加热时间，提升超导带材焊接质量；所述加热块2内部还连接有温度感应器，用于精准地控制焊锡熔化温度，以避免高温对超导带材造成不良影响。在底座1上还设置有显示控制面板1-5，用于设定加热时间及加热温度，所述显示控制面板1-5与所述加热块2电连接。加热块2结构底部焊接区域6为加入薄加热片，上层为具有一定重量的绝热体，通过控制面板电控、螺纹或其他方式锁紧。其中加热块2通过，通过控制面板电控、螺纹或其他方式锁紧。

下面具体描述采用本实用新型进行超导带材焊接的步骤：

(1)将下层带材4、上层带材3焊接区域6的上下表面的外表面涂助焊剂；

(2)将下层带材4置于下层带材加热片1-4上，焊接端的端部顶到上层带材支撑区1-3的内侧面处；

(3)将加工好的薄锡片置于下层带材4上表面的焊接区域6；

(4)将上层带材3置于薄锡片上表面，焊接端的端部顶到上层带材挡板 1-2内侧，与上层带材挡板1-2内侧平齐；

(5)移动侧面挡板5，在凹槽的长度方向，将上层带材3与下层带材4 对齐，通过控制面板电控、螺纹或其他方式锁紧；

(6)将加热块2下移压紧上层带材3与下层带材4，加热块2可以通过控制面板电控、螺纹、重力或其他方式锁紧；

(7)通电加热，根据所选焊锡熔点，通过显示控制面板1-5设定加热温度(比焊锡熔点略高)，设定保温时间(通常保温5-10s)，待达到设定温度时，保温预设时长后，加热块2自动断电，停止加热；

(8)停止加热空冷，待焊接区域6温度降低，抬起加热块2，松掉(可以向远离滑道柱一侧的凹槽壁移动)侧面挡板5，取出焊接完成后的带材；

(9)修剪焊接后的带材边缘毛刺，焊接完成。

其中，若焊接前对下层带材4和上层带材3的焊接区域6两侧外表面进行涂锡作业，就可不在下层带材4、上层带材3之间添加薄锡片。

本实用新型操作方便，定位精准，有益于提高焊接质量；上层带材挡板 1-2可水平移动以调节焊接区域6距离；侧面挡板5可移动调节焊接区域6宽度；利用温度感应器可以精确控制焊锡融化温度；利用时间继电器可以精确控制加热时间，从而提高了超导带材的焊接质量和速度。

以上结合附图对本实用新型优选实施例进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型保护范围之内。