[实用新型]一种半气室氩弧熔铸铜绞线电极头成型装置

说明书

本实用新型涉及一种半气室氩弧熔铸铜绞线电极头成型装置，装置包括提供氩气环境的熔铸室和设置于所述熔铸室内的熔铸胎具；所述熔铸胎具用于固定铜绞线以便将铜绞线和熔融铜液熔铸成电极头。本实用新型的有益效果如下：铜绞线与熔融铜液直接熔铸成电极头，实现电极端头一次性整体熔铸完成。既保证形成实心铜柱的同时，达到细铜丝能够与其均匀、牢固的连接，并且在铜柱与铜丝间过渡区域小，避免铜丝氧化，又实现成本低，效率高。

技术领域

本实用新型涉及放射性领域元件的加工，具体涉及一种半气室氩弧熔铸铜绞线电极头成型装置。

背景技术

特种反应堆电源系统是一种特殊的核电源系统，在其运行时，反应堆电功率的输出需要经过数十根导线串联在一起引出至外部负载来完成的。这种核反应堆的堆芯结构复杂，内部燃料元件排列紧凑，间距小，元件上的引出电极位置高低错落，彼此间又呈一定角度分布，操作空间十分有限。

由于元件电极之间具有这种特有的大角度、小间距结构，因此要求电极彼此间的串联需要以柔性连接的方式实现。这种柔性连接方式一方面有利于元件在堆芯狭窄空间内的安装操作，另一方面相比较刚性连接而言，软连接方式有利于减缓元件受外部载荷冲击时的拘束应力，从而起到保护燃料元件的作用。

铜软线电极接头是实现此类软连接方法的关键部件，它由上千根直径为 0.15mm的细铜丝合成铜母线，一端与元件发射极引出电极相连，另一端连接相邻元件的接收极电极，从而使元件引出电极首尾相接串联在一起，形成一导电回路。电流母线在高真空(优于10^-5Pa)、高温(≥400oC)环境下长期工作(≥ 1000小时)。一座特种核电源系统由近百根发射极和接收极组成，每对电极需要 4根连接导线，一个电源系统近400根导线。因此将上千根细如发丝的铜丝与两端的导电实心棒材牢固连接并能批量化生产，是目前迫切需要解决的难题之一。

目前金属铜导线的软连接方法主要有铜金属端子压钳法、螺纹紧固法、钎焊等方法。因为堆芯元件电流母线要求具有传导大电流(>100A)的特点，而铜金属端子压钳法、螺纹紧固法由于导线连接处均为点接触型式，未达到冶金结合，会出现接触电阻增大而导致连接接头发热，在热应力循环作用下，容易出现松动，导致整个反应堆电源系统性能下降，所以以上两种机械连接方式都不太理想。钎焊连接中，由于铜丝很细，钎焊时钎料在毛细作用下，在细铜线侧，形成较长的硬化区域，不利于软导线电极在堆芯狭窄空间内的弯折安装，因此也不能采用钎焊连接的技术。由此可见上述几种常见的连接方法并不适用于特种燃料元件电极连接的特殊要求。

针对铜软线电极接头的制造要求，如果采用常规的电弧熔化焊接方法，由于细铜丝和粗铜柱的热容量相差极大，热容不均衡将导致二者无法实现有效的连接，即使熔化连接上，焊接过程中直径0.15mm铜丝极易熔断和氧化。氧化后的细铜丝很容易被折断，从而影响整个系统的稳定性和可靠性。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种半气室氩弧熔铸铜绞线电极头成型装置，能够避免常规的电弧熔化焊接方法导致的铜丝熔断氧化而影响系统稳定性和可靠性。

本实用新型的技术方案如下：

一种半气室氩弧熔铸铜绞线电极头成型装置，包括提供氩气环境的熔铸室和设置于所述熔铸室内的熔铸胎具；所述熔铸胎具用于固定铜绞线以便将铜绞线和熔融铜液熔铸成电极头。

进一步地，上述的半气室氩弧熔铸铜绞线电极头成型装置，所述熔铸室上端开口，内部设置有与氩气源连接的氩气充气管。

进一步地，上述的半气室氩弧熔铸铜绞线电极头成型装置，所述熔铸胎具设置于所述氩气充气管上方；所述熔铸室的下端密封。

进一步地，上述的半气室氩弧熔铸铜绞线电极头成型装置，所述熔铸室的开口处设置有向中心延伸的遮沿结构。