[发明专利]一种具有极低电阻的高温超导涂层带材接头焊接装置

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具有极低电阻的高温超导涂层带材接头焊接装置，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：

一种具有极低电阻的高温超导涂层带材接头焊接装置，其特征在于，焊接 装置由压力台和加热台构成:调节导轨1、固定块2、上压块3与下压块5组成压 力台，固定块2由紧固螺栓7固定在调节导轨中部，上压块3与固定块2通过旋 动螺栓8套联，并通过旋动螺栓8将上压块3沿导轨1上下移动而升高或降低以在 实施焊接时通过旋动螺栓将上压块3向下压块5施压而紧密压合被焊工件；下压 块5置于上压块3的正下方,其下部与加热台6贴合。

进一步地，所述上压块3与固定块2通过旋动螺栓8套联采用如下的结构:旋 动螺栓8的上部为与固定块2联接的螺纹段801,其下部具有凸缘802；上压块3 具有内槽301,内槽的槽宽小于凸缘802直径,内槽具有不小于凸缘802直径的 端头302。

安装时，将上压块3的端头302置于旋动螺栓8的凸缘802下方后，将上压块3 平移，使旋动螺栓8的凸缘802始终置于上压块3的内槽301，这样旋动螺栓8即 可带动上压块3同步上下移动。

实际焊接操作时，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，旋动螺栓使 上下压块温度保持在预定值。

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。

当焊接平台升温至预定温度后，旋动螺栓8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，旋动螺栓8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，旋动螺栓8使之带动上压块3上移，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

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的侧面示意图。