一种超导带焊接装置的制作方法

本实用新型涉及超导带材的焊接技术，特别是一种薄超导带焊接装置。

背景技术：

研制超导电机工程样机过程中，需要绕制千米级的大型超导线圈，但市面上的超导带供应商一般供应百米级超导带，因此使用时需将若干根超导带通过焊接方法连接成一根超导带，同时，焊接接头要求具有极低电阻、高的临界电流等特性。研究发现，采用搭接焊工艺焊接超导带时，两根超导带需保持合适的恒定的温度，且维持恒定的压力才能保证焊接接头的质量。

例如公开号为CN 105633759 A的中国专利文献，公开了一种薄带导体的低电阻焊接装置，能在一定条件下很好的焊接薄带导体，但其适应性不足。首先，该技术方案是利用精密伺服电机堵转转矩施加焊接时所需压力，当焊接不同超导带需采用不同压力时，电机堵转转矩不能灵活调整；其次，该技术方案要求，“上压块”与“下压块”的平行度和垂直度须小于5μm/100mm，但由于加工及装配的误差不可避免，且随着使用过程，该指标也不可避免发生不可预见变化，从而导致超导带在焊接时受压不均，影响焊接质量。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种超导带焊接装置，用于采用搭接焊时，恒温恒压焊接超导带，使焊接接头具有极低电阻及高临界电流等特性。

实现本实用新型所采用的具体技术方案为：

一种薄超导带焊接装置，其特征在于：包括固定安装于基座上的气缸，还包括相向设置的加热板一和加热板二，加热板一连接于气缸的活塞端，加热板二固定安装于基座上；气缸的活塞端推动加热板一向加热板二的方向做直线往复运动。该焊接装置用于采用搭接焊时，恒温恒压焊接超导带，使焊接接头具有极低电阻及高临界电流等特性。

其中，基座用于固定各部件并保持相对位置，呈L型，包括立板和底板，立板上设置有安装气缸的安装接口，气缸固定于立板上，底板上设置有安装加热板二的安装接口。

气缸用于提供焊接时所需的压力，且气缸压力可由调压阀灵活调整，气缸活塞伸缩速度可由流量阀调整。

所述加热板一与加热板二相背的端面上安装有同轴方向的隔热板一，加热板二与加热板一相背的端面上安装有同轴方向的隔热板二。

加热板均为铸造加热铜板，焊接时可同时对焊接的两个超导带同时加热，保证温度的均匀性。

隔热板均可以采用玻璃纤维耐高温树脂材料，最高使用温度为800度，用于隔绝加热板与其他零部件之间的热量传递。

所述隔热板二通过万向关节轴承与气缸的活塞端连接；所述万向关节轴承用于自适应调节上、下加热板的平行度，使焊接厚度更加均匀，以保证焊接结果。

进一步的，所述隔热板一的与加热板一相背的端面上还安装有力传感器。所述力传感器用于检测焊接时的压力，反馈控制调压阀的开度使气缸实时输出精确的压力值；隔热板隔离加热板与其他零部件，以免热量不必要的耗散，且防止其他零部件温度升高导致影响使用。

气缸连接控制器的气体输入输出接口，通过在控制器上设置加热温度、焊接压力，焊接保温时间及保压时间等参数。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型结构简单，实用性高，只需调节气缸进气气路中的调压阀即可快速调整焊接压力；采用万向关节轴承连接气缸活塞与加热板，利用加热板平面与超导带平面的自适应导向作用实现超导带的均匀受压；再者，采用两块加热块，一块安装在气缸活塞运动部分，一块安装在下加热组件，两块加热板同时对超导带加热待焊接的两根超导带材并维持焊接时所需温度，，能保证两根超导带受热的均匀性，更好的保证焊接质量。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的基座结构示意图；

图3为本实用新型的运动单元结构示意图；

图4为图3中的B-B示意图。

其中，附图标记为：1基座，2气缸，3万向关节轴承，4力传感器，5-1隔热板一，5-2隔热板二，6待焊接超导带，7-1加热板一，7-2加热板二，8控制器，9底板，10立板，11撑板，12螺钉。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施例作进一步说明。

如图1所示，一种薄超导带焊接装置的整体示意图，包括固定安装于基座1上的气缸2，还包括相向设置的加热板一7-1和加热板二7-2。

如图2所示，所述基座1用于固定各部件并保持相对位置，呈L型，包括立板10、底板9和撑板11，立板10纵向固定于底板9上，立板10的两侧通过撑板11连接支撑，立板10和撑板11之间通过螺钉12装配而成，拆装方便，具有较好的刚度。立板10上端设有安装气缸2的安装孔，底板9设有安装下加热板二7-2的安装孔。

所述气缸2用于提供焊接时所需的压力，气缸2的压力可由调压阀灵活调整，活塞伸缩速度可由流量阀调整。所述气缸2为拉杆式往复气缸，行程为100mm，最大工作压力为7068N。

如图3-4所示，所述加热板一7-1连接于气缸2的活塞端，加热板二7-2固定安装于基座1上；气缸2的活塞端推动加热板一7-1向加热板二7-2的方向做直线往复运动，待焊接超导带6置于加热板一7-1、二之间。

所述加热板一7-1位于加热板二7-2上端，加热板一7-1的上端面上安装有同轴方向的隔热板一5-1，加热板二7-2的下端面上安装有同轴方向的隔热板二5-2。

加热板一7-1、二均为铸造加热铜板，焊接时可同时对焊接的两个超导带同时加热，保证温度的均匀性。

隔热板一5-1、二均可以采用玻璃纤维耐高温树脂材料，最高使用温度为800度，用于隔绝加热板与其他零部件之间的热量传递。

所述隔热板二5-2通过万向关节轴承3与气缸2的活塞端连接，万向关节轴承3用于自适应调节加热板一7-1、二上、下的平行度，使焊接厚度更加均匀，以保证焊接结果。所述万向关节轴承3与气缸2的活塞之间通过过渡连接套螺纹连接。

由于加工误差及装配误差，加热板一7-1的下端面与加热块二的上端面很难保持平行，如无自适应机构而采用刚性连接，势必造成焊接时超导带表面受压不均匀从而导致焊接厚度不一致，影响焊接质量；本装置焊接时上加热块与待焊接超导带6接触后由于平面接触的导向作用，从而能很好保证待焊接超导带6受力均匀，免于影响焊接质量。

进一步的，所述隔热板一5-1的与加热板一7-1相背的端面上还安装有力传感器4。所述力传感器4用于检测焊接时的压力，反馈控制调压阀的开度使气缸2实时输出精确的压力值；隔热板隔离加热板与其他零部件，以免热量不必要的耗散，且防止其他零部件温度升高导致影响使用。

所述万向关节轴承3与力传感器4保持轴向一致以保证准确检测焊接压力；在加热板一7-1与力传感器4之间设置隔热板一5-1，以防止热量不必要的耗散影响加热速度，并且防止热量传递到其他部件而影响正常使用。

气缸2连接有控制器8的气体输入输出接口，，所述控制器8包括处理器单元，气缸进气与出气管路单元及传感器单元，通过控制器8设置加热温度、焊接压力，焊接保温时间及保压时间等参数。控制器8用于控制焊接装置的整个焊接过程，一方面，埋设与加热板7-1和加热板7-2内部的温度传感器实时采集加热板的温度，通过处理器单元与设定温度比较，从而闭环控制加热板的温度，另一方面，通过力传感器4实时采集气缸2输出的压力，调节液压缸进气管路中的调压阀从而准确控制焊接压力，同时控制器控制气缸进气管路中的电磁阀动作从而控制焊接时间及液压缸的起降等动作。

本装置的具体工作过程如下：

第一步：启动控制器8的电源，系统自检通过后，在控制器8上设置加热温度、焊接压力，焊接保温时间及保压时间；

第二步：启动加热板一7-1、二的加热程序，直到加热板达到设定温度且保持稳定；

第三步：处理待焊接超导带6，并在加热板二7-2合适位置以正确的姿态摆放好两根待焊接超导带6并涂抹适量的焊接辅料；

第四步：通过控制器8控制加热板一7-1向下运动，使其紧密贴合超导带，此时，加热板一7-1、二之间保持设定的温度并以设定的压力压住两根待焊超导带6；

第五步：达到保温时间后，降低加热块温度，气缸2的活塞收回释放焊接压力，取下焊接完成的超导带。

本焊接装置能根据不同的超导带灵活调节焊接温度和焊接压力，除超导带焊接前处理需要人工辅助外，其余工艺均可自动完成，效率较高。