[发明专利]一种高温超导带材接头感应加热焊接工艺及其焊接装置

说明书

本发明公开了一种高温超导带材接头感应加热焊接装置，包括电磁加热控制器和与电磁加热控制器电连接的加热线圈，加热线圈在电磁加热控制器的作用下产生高频变化磁场，以形成用于对超导带材接头焊接的感应加热工作区。应用该高温超导带材接头感应加热焊接装置，可以使被焊接材料实现自发热焊接，有效避免常规传导加热焊接过程中所出现的温度梯度问题，提高加热温度均匀性，保证焊点的焊接质量，减少焊接设备的热损失，提升加热效率。且该焊接装置外形轻巧、操作简便，工作时装置无发热部件，不产生高温，提高了操作者使用安全，有效避免意外烫伤。本发明还公开了一种采用上述焊接装置的高温超导带材接头感应加热焊接工艺，同样具有上述技术效果。

技术领域

本发明涉及超导带材技术领域，更具体地说，涉及一种高温超导带材接头感应加热焊接工艺及其焊接装置。

背景技术

随着超导应用技术的发展，超导材料被越来越多的运用到了科学研究、医疗、电力、工业等领域。高温超导带材因制备工艺的差别可分为第一代和第二代两种，第一代高温超导带材采用PIT工艺制备，为多芯结构，第二代高温超导带材采用涂层结构，其内部层数一般多在七层以上，又称为涂层导体。目前商用的高温超导带材的单根量产长度仅为千米量级，根本无法满足工程项目的使用需求，因此，在实际工程应用中通常需要借助焊接来延长超导带材的长度。目前常用的超导带材的焊接方法多为锡焊工艺，焊接加热方式主要是电热元件加热、高温气流加热、高温辐射加热，加热装置多为：电烙铁、加热管、加热片/板、加热带、热风枪等。

超导带材的接头为三层结构：带材-焊料-带材，采用电热元件、高温气流、高温辐射加热方式，热量均需由带材外表面逐层向内传导，直至焊料层。然而，传导加热方式加热部件所能接受到的热能很少，热源所产生的热量大部分都散失到了空气中，存在较大的热损失，而且传导加热方式会使带材在焊接过程接头位置由外向内产生温度梯度，由于带材表面不同位置接触热源的热阻不同，进一步增加了接头位置的纵向温度梯度，造成加热不均匀，影响焊接质量。对于第二代高温超导带材而言，较大的温度梯度对其内部多层结构的稳定性也会造成不可逆的损伤。在某些超导应用项目中，为满足相应的使用工况，多选用加强型超导带材，加强型超导带材为五层结构：强化层-焊料层-超导带材-焊料层-强化层。焊接加强型超导带材时，其接头位置的纵向层数可达到十几层，如加上带材自身的多层结构，这个结构层数甚至可以达到二十几层。这样的多层结构受温度梯度的影响会更明显，在接头焊接过程中，经常发生带材自身加强层焊料已融化脱开，而加强型带材与带材之间的焊料还未融化，造成加强型带材自身结构损坏，性能下降，甚至报废。

综上所述，如何有效地解决超导带材焊接采用传导方式加热产生温度梯度使得焊接均匀性差等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种高温超导带材接头感应加热焊接装置，该高温超导带材接头感应加热焊接装置的结构设计可以有效地解决超导带材焊接采用传导方式加热产生温度梯度使得焊接均匀性差的问题，本发明的第二个目的是提供一种高温超导带材接头感应加热焊接工艺。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种高温超导带材接头感应加热焊接装置，包括电磁加热控制器和与所述电磁加热控制器电连接的加热线圈，所述加热线圈在所述电磁加热控制器的作用下产生高频变化磁场，以形成用于对超导带材接头焊接的感应加热工作区。

优选地，上述高温超导带材接头感应加热焊接装置中，还包括焊接支撑部件，所述加热线圈固定于所述焊接支撑部件上。

优选地，上述高温超导带材接头感应加热焊接装置中，所述焊接支撑部件为焊接手柄，所述加热线圈固定于所述焊接手柄的前端。

优选地，上述高温超导带材接头感应加热焊接装置中，所述焊接手柄通过电源线将所述加热线圈与所述电磁加热控制器电连接。

优选地，上述高温超导带材接头感应加热焊接装置中，所述焊接手柄具有用于握持的绝缘握柄部。