[发明专利]一种高温超导带材的连接方法及应用

说明书

本发明公开了一种高温超导带材的连接方法及应用，所述连接方法包括以下步骤：先对高温超导带材待连接部位进行清洁处理；再利用表面活性剂对高温超导带材进行活化处理；利用超声波焊接装置对由高温超导带材和钎料制成的高温超导带材/钎料/高温超导带材三层结构进行加热加压，待钎料融化后，对三层结构进行超声振动；待超声振动和加热共同作用8~12s后，停止加热，然后等钎料完全凝固后再停止加压和超声振动，即完成两段高温超导带材的连接；利用该连接方法重复连接能够得到磁体用超长高温超导带材。本发明提供的高温超导带材的连接方法，通过边加热边施加超声波的方式使熔融钎料充分铺满焊接区，有效提升高温超导带材焊接接头的可靠性。

技术领域

本发明涉及超导带材超声焊接技术领域，具体为一种高温超导带材的连接方法及应用。

背景技术

高温超导带材以其电阻低、载流能力高著称，可广泛应用于船舶动力、电力传输等领域，其应用形式主要为将高温超导带材绕制成磁体。同时，由于高温超导带材长度限制，不可避免存在搭接现象，高温超导带材接头性能对超导磁体性能影响较大，若接头强度、电阻等性能不足，很可能成为整个超导磁体的薄弱环节，严重影响磁体的低温稳定运行。

目前，高温超导带材的连接方式主要为手工焊接及机械焊接两种，其中手工焊接主要为在叠加的高温超导带材之间加入钎料，然后叠加加热，给予一定压力，使内部焊剂均匀铺满焊接区，完成焊接。而机械焊接则将加热以及施压改为机械方式实施，基本原理与手工焊接类似。上述连接方式的问题在于，焊接时温度难以准确定位，温度过低则钎料熔融不充分，会导致焊接不充分，内部出现气孔，焊接电阻变大且接头强度不高；温度过高则会使超导线材性能退化，特别是二代层状的高温超导带材还可能出现分层现象而导致带材性能严重退化。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种高温超导带材的连接方法及应用，在高温超导带材的连接方法中通过边加热边施加超声波的焊接方法提升高温超导带材焊接接头的综合性能，有效提升高温超导带材焊接接头的可靠性，为高温超导带材在磁体领域的应用提供技术支撑。

本发明为了解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种高温超导带材的连接方法，所述连接方法包括以下步骤：

步骤一、用砂纸去除待连接高温超导带材待连接部位表面的氧化皮，并用丙酮擦拭高温超导带材待连接部位的表面，使其表面洁净；

步骤二、利用表面活性剂对步骤一处理后的高温超导带材待连接部位进行活化处理；

步骤三、将步骤二活化处理后的其中一根高温超导带材放置在超声波焊接装置的恒温加热平台上，然后将钎料放置在该根高温超导带材的待连接部位上，再将另一根经步骤二活化处理后的高温超导带材的待连接部位放置在钎料上方，形成高温超导带材/钎料/高温超导带材三层结构；

步骤四、利用超声波焊接装置对步骤三制成的三层结构进行加热加压，加压时对三层结构施加垂直于高温超导带材延伸方向的压力，以使三层结构紧密靠合；待钎料融化后，对三层结构进行超声振动；待超声振动和加热共同作用8~12s后，停止加热，然后等钎料完全凝固后再停止加压和超声振动，即完成两段高温超导带材的连接；

进一步地，步骤二中，所述表面活性剂为以乳酸或柠檬酸为基础的弱酸性有机系列活性剂。

进一步地，步骤三中，所用钎料为锡铅软钎料或低温铟基软钎料中的一种。

进一步地，步骤四中，加热温度为160~230℃，加压压力为0.2~0.5MPa。

进一步地，步骤四中，超声振动的振动频率为30~60Hz，振幅为2~4μm。

进一步地，所述高温超导带材为一代和/或二代高温超导带材。

利用上述连接方法连接的高温超导带材在绕制磁体领域的应用。

有益效果：