专利名称：一种用于高温超导带材的焊接装置及方法
技术领域：
本发明涉及一代B1-2223和二代YBCO高温超导(HTS)带材的焊接方法，并设计了一套简单有效的超导带材接头焊接装置，属于超导电工技术领域。
背景技术：
随着超导技术的发展，尤其是B1-2223以及YBCO高温超导带材的发展，超导材料在诸如重大科学工程(国际热核聚变实验堆)，医疗(核磁共振仪)，交通(磁悬浮列车)以及军事等众多领域都得到广泛的实际应用，但作为材料的应用，对高温超导带材进行截断或者加长是必不可少的，因此焊接对于高温超导材料的广泛应用是至关重要的。对于高温超导带材，由于其工作环境通常为4.2K~77K低温下，因此提高焊接接头的安全性能和减小接头在低温下的热负荷是高温超导焊接中最为重要的部分，按照标准，一般要求其接头电阻小于10 6 Ω ,甚至小于10 8 Ω。超导连接目前主要通过三种方式实现:微波焊接，直接扩散法以及软钎焊。前两种方法能够实现接头处的连接，且接头本身的焦耳热较低，但是对人员以及设备要求较高，同时由于焊接时需要高温容易导致高温超导带材的自身性能的退化，从技术上看也并不成熟，而且不适合在实际工程中大量使用；软钎焊中的锡焊是一种适合于超导焊接方式，焊接温度较低且接头电阻也较小，方便实用，为实际工程中常采用的一种焊接方式。软钎焊常用的材料为焊料和助焊剂，采用外部加热方式。为了方便实际的焊接，焊料通常被压成带状或丝状，为了提高焊接质量，在焊接前常在带材焊接处涂上一层助焊剂，一般助焊剂为膏状或液态。外部加热主要采用电烙铁或加热板加热。由电阻计算公式
权利要求
1.一种用于高温超导带材的焊接装置，其特征在于:包括加热板、导热均温焊接基座等，所述的导热均温焊接基座固定在加热板上，加热板外接有功率调节器，导热均温焊接基座的侧面有一个温度计安装孔，导热均温焊接基座上平面的中间区域有用来安放高温超导带材的焊接区，焊接区的两侧各有一个矫正夹板，均温焊接基座的正上方有硅橡胶压片和焊接压紧板，焊接压紧板通过四个内六角螺栓与导热均温焊接基座相连，硅橡胶压片放置在焊接压紧板与导热均温焊接基座的中间。
2.利用权利要求1所述的用于高温超导带材的焊接装置焊接高温超导带材的方法，其特征在于:包括以下步骤: 1)选择焊料，将焊料加工成带状，厚度大约可为0.06mm~0.20mm,并剪成与焊接面积相符的大小； 2)清洗高温超导带材； 3)取适量的无腐蚀性膏状或液态的助焊剂，将其均匀涂抹在高温超导带材的焊接面； 4)将高温超导带材安放在导热均温焊接基座的焊接区上，将裁剪好的焊料带放置于高温超导带材的焊接面中，用矫正夹板抵在高温超导带材的两侧使其在焊接时不发生偏移，预装硅橡胶压片压在高温超导带材上并逐渐压紧螺栓，直到硅橡胶片有适当变形； 5)用加热板开始加热，导热均温焊接基座传热进行焊接，在导热均温焊接基座的温度计安装孔插入温度计，使用温度计采集焊接过程中的温度，用功率调节器调节加热功率以控制加热温度和温升速率； 6)焊接完成，对焊接后接头处的焊瘤进行适当修剪。
3.根据权利要求2所述的焊接方法，其特征在于:焊料可选用熔点为183°C的锡铅。
4.根据权利要求2所述的焊接方法，其特征在于:焊接时最高温度要比焊料熔点温度高30°C以上，保持时间约Imin。
全文摘要
本发明公开了一种用于高温超导带材的焊接装置及方法，该装置包括加热板、导热均温焊接基座、硅橡胶压片、焊接压紧板，功率调节器和螺栓。基于该装置的焊接方法包括修剪焊料带、清洗HTS带材焊接表面、涂抹助焊剂、安装HTS带材、开始加热控制加热温度和温升速率、焊接完成后修剪焊接接头等步骤。本发明的装置操作简单，容易固定，可以实现焊接的高校快速性，保证接头处的压力均匀，可以有效控制加热温度和温升速率，同时可以保证焊接接头处温度的均匀性，还可以有效防止搭接位置处因高温超导带材和焊料出现偏移而影响焊料效果。
文档编号B23K1/00GK103170699SQ20131007352
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月7日 优先权日2013年3月7日
发明者邹春龙, 宋云涛, 刘承连, 黄雄一, 奚维斌, 陆坤 申请人:中国科学院等离子体物理研究所