[发明专利]一种薄带导体的低电阻焊接装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄带导体的低电阻焊接台，尤其是高温超导涂层带材的焊 接台，尤其是能制作具有极低电阻的高温超导涂层带材接头的焊接台。

背景技术

超导材料因其独特的零电阻特性，在高场强磁体制造、无损耗电流传输等 应用中具有极高的经济价值。目前，制备工艺较成熟的低温超导材料及其应用 装置已被大量应用于上述领域。然而，由于其工作在液氦温区(4.2K)，制冷 费用高昂，低温超导装置的应用主要集中在医学影像诊断MRI、高能物理科学 研究等较小的范围内。高温超导体工作在液氮温区(77K)，相比低温超导体 具有较低的制冷成本，另外，其临界磁场更高，能制造出更高场强的磁体。随 着高温超导材料，尤其是二代高温超导涂层带材制备工艺的发展，越来越多潜 在的高温超导应用装置被大量研究，这些装置包括高场强磁体、电力变压器、 电力限流器、超导电机等。超导接头作为高温超导装置中带材连接部分，必须 具有极低的电阻，以便使超导线圈能实现无损耗闭环恒流运行或电流传输应用 中实现无损耗传输。因此，高温超导接头工艺是上述应用装置研发中必不可少 的一项关键技术。然而，当前还没有一种有效的制作极低电阻高温超导涂层带 材接头的焊接方法和装置。

由于超导体的零电阻、高电流密度特性，很小的超导体截面上能通过极大 的电流，因此二代高温超导涂层带材具有极薄的厚度，一般为0.1mm左右。本 发明主要针对其薄带的特点，能较方便地制作厚度均匀的带材接头，同时，本 发明装置对常规薄带导体同样适用。

发明内容

接头制作是高温超导装置研发中的一项关键技术，制作完成的接头必须具 有良好的电气和机械性能，即低电阻、高临界电流、高n值以及高机械强度。 本发明的目的是提供一种极低电阻高温超导涂层带材接头的焊接装置，使之能 有效实现焊接接头的极低电阻特性，同时能保证接头高临界电流、高n值和高 机械强度的良好电气及机械性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种薄带导体的低电阻焊接装置，焊接台100和通过传感及处理单元2连接 的控制计算机3组成,焊接台100由压力台和加热台构成:置于支架102上的驱 动电机101通过导杆103驱动上压块104,使上压块104可沿导杆103轴线方向上 下移动；下压块105置于上压块104的正下方的支架,其下部与加热台106贴合； 传感及处理单元2对焊接台压力和温度实时取样并与控制计算机3连接通讯并 提供对加热台温度和压力台压力的执行操作。

实际焊接操作分四个步骤完成，包括焊接台预热、带材清洗、接头焊接和 焊接台冷却。整套焊接系统包括焊接台、传感及处理单元和上位计算机三部分。 焊接台由加热台和压力台两部分组成，分别提供熔化焊料的高温和使焊料均匀 分布的压力。

首先，启动加热，预设焊接温度，控制上压块放下与平台表面贴合在一起， 以便上下压块能同时被加热。当温度达到预设值后，通过自动控制系统调节加 热器，使上下压块温度保持在预定值。

其次，用百洁布对薄带材焊接面进行打磨处理，以便去除表面杂质及氧化 层，降低其对接头电阻的影响，再用无水酒精清洗带材表面。清洗好的带材应 立即进行焊接，以免二次污染和氧化影响接头性能。

第三，当焊接平台升温至预定温度后，控制升起上压块，将处理过的两段 带材平放在下压块表面。在带材预定接头长度表面快速涂抹适量助焊剂和焊 料，使焊料均匀铺展分布在其表面。控制上压块放下，控制施加并保持预定压 力，使焊料充满两带材之间的间隙并均匀分布。

最后，保持接头处施加压力不变，控制温度匀速降低至室温，解除压力， 取下焊接好的带材接头。

本发明的有益效果是，可以方便地完成薄带导体之间的焊接，尤其是针对 二代高温超导涂层薄带材接头的焊接，其接头具有低电阻、高临界电流、高n 值和高机械强度的特性。同时，本发明装置对常规薄带导体的焊接同样适用， 能显著提高焊接质量和效率，且具有结构简单、操作简便的优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一种薄带导体低电阻接头自动焊接系统的结构示意图。

图2是本发明一种薄带导体低电阻接头焊接台的结构示意图。

图3是本发明焊接台制作的具有极低电阻的薄带导体接头示意图。