CN103831500A - 一种超导磁体出线端的焊接方法 - Google Patents

一种超导磁体出线端的焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超导磁体出线端的焊接方法，用于高温超导磁体电流引线中的超导磁体出线端和过渡铜编织带之间的焊接。首先将超导磁体出线端的表面绝缘剥离，将焊锡丝紧密地螺旋缠绕在超导带材表面，然后装入铜编织带的套管中。固定好位置后，用环氧挡板将焊接部分与超导磁体隔开，用电烙铁从铜编织带的一端逐渐向后移动，反复几次，使内部的焊锡完全熔化，起到固定带材与铜编织带的作用。待焊锡完全冷却后，将铜编织带的另一端与电流引线连接。最后将铜编织带固定在环氧筒上。本发明操作简单可靠，既能做到有效保护超导带材，又能焊接牢固，保证接头电阻小，发热率低。

Description

一种超导磁体出线端的焊接方法
技术领域
本发明属于超导材料焊接工艺技术，具体涉及一种超导磁体出线端的焊接方法，尤其适用于高温超导磁体的电流引线与超导磁体出线端之间过渡部分的焊接。
背景技术
高温超导磁体的电流引线是跨越室温区与低温区的装置。最简单的一种电流引线是由铜或铜合金制成的，其结构与材料的设计直接影响着漏热量，在满足通流和安全性要求的前提下，电流引线的设计工作就是要尽量减小由电流引线引入低温***的漏热。但是如何将超导部分的出线端与常导铜引线可靠的连接在一起也是一个重要的研究问题。
一方面，高温超导带材具有类似陶瓷材料的机械性能，在与铜或铜合金材料电流引线连接的时候往往会因为本身较脆的特性，在处理不当扭曲或受压的情况下，超导磁体的出线端被直接损坏。在磁体正常运行的过程中，超导带材中往往会通入大电流，在轴向和径向磁场下会产生较强的安培力，而出线端又是整个磁体中最薄弱的部分，如果设计失当会在力的作用下受损或者诱发整个磁体失超。因此设计一种简单合理并且可靠的超导磁体出线端与电流引线之间的过渡方式是超导磁体制作的关键步骤。
另一方面，焊接工艺的好坏也会对超导磁体出线端的牢固程度和接头电阻产生较大的影响。一般的焊接方式为将焊锡丝分别放在超导带材的上下两个表面，将其融化后与铜过渡焊接在一起。或者在将铜过渡与带材的位置固定好后在外部进行焊接。经实际工程验证发现，这两种焊接方式可能导致焊锡分布不均匀，产生部分区域没有覆盖焊锡，部分区域焊锡堆积的情况。这样会使焊接部位不牢靠并且焊接电阻较大，在磁体运行中产生较大热量，对磁体的正常运行产生威胁。
发明内容
本发明提供一种超导磁体出线端的焊接方法，目的在于很好地完成高温超导磁体电流引线与超导磁体出线端之间的焊接。
本发明通过下述技术方案予以实现：一种超导磁体出线端的焊接方法，包括下述步骤：
第1步将超导磁体出线端的表面绝缘剥离，焊锡丝紧密地螺旋缠绕在超导带材表面，并使相邻焊锡丝之间留有空隙，以免焊锡在焊接过程滴落损伤超导磁体；
第2步将铜编织带套在缠绕有焊锡丝的超导带材出线端外，并固定位置；
第3步裁剪好的环氧板罩在超导线圈的外侧，以免焊接过程中焊枪损伤超导磁体；
第4步采用环氧挡板将待焊接部分与超导线圈隔开，用电烙铁从铜编织带的一端逐渐向后移动，反复几次，使内部的焊锡完全熔化，起到固定带材与铜编织带的作用；
第5步待焊锡完全冷却后，将铜编织带的另一端与电流引线连接；最后将铜编织带固定在环氧筒上。
本发明提供的焊接方法的技术优点如下：
1.本发明方法便于实现，具有较强的实际操作性，并且可靠性高。
2.焊锡的分布匀称，熔化后可均匀的分布在带材的上下表面和侧面，与外部的铜编制带紧密接触，接触电阻相较于其他焊接法很小，发热量低。
3.焊锡丝在焊接前已将超导带材包裹在内部，在焊接时可保证焊锡先接触到热量熔化，避免了电烙铁直接传热给超导带材，使带材受热损坏。
4.可由单根焊锡丝缠绕在带材表面，焊接时热量通过铜编织带沿焊锡丝传播，经试验验证效率明显高于其他焊接方式。
附图说明
图1为本发明铜编织带内焊锡丝在超导带材上的缠绕方式。
图2为本发明焊锡缠绕方式的具体结构。
图3(a)为本发明超导磁体出线端和过渡铜编织带之间具体焊接过程的主视图，图3(b)为该过程的俯视图。
图4为本发明焊接安装完成后的总体效果示意图。
图中，1，超导磁体出线端；2，焊锡丝；3，铜编织带；4，环氧筒；5，铜编织带的尾部；6，环氧板；7，超导磁体；8，聚酰亚胺胶带；9，待焊接部位；10，铜电流引线；11，环氧固定部件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
在图1中，先将超导磁体出线端1的表面绝缘剥离(其长度可为20cm左右)，使超导带材裸露在外，然后将焊锡丝2均匀紧密地缠绕在超导带材的表面，随后将铜编织带3的一端套到缠绕有焊锡的超导磁体出线端1外，与绝缘剥离的位置对齐。
如图2所示，焊锡丝2的缠绕方式类似于螺线管型，尽量紧贴超导带材，并且相邻焊锡丝之间留有一定空隙，防止焊锡过多，导致焊接过程滴落损伤磁体。
在图3(a)中，将超导磁体出线端1用聚酰亚胺胶带8粘合固定，待焊接部位9紧贴环氧筒4，用聚酰亚胺胶带8固定位置，铜编织带的尾部5也用胶带8固定，防止在焊接的过程中环氧筒的滚动导致焊接位置的偏移。然后将用裁剪好的环氧板6罩在超导线圈7的外侧，以免焊接过程中焊枪损伤超导磁体7。
准备工作做好后，将助焊剂均匀滴在待焊接部位9，然后将电烙铁加热到一定的温度(温度控制在300℃以下)，从超导磁体出线端1的一端开始加热待焊接部位9的铜编织带表面。待内部焊锡熔化后将电烙铁逐渐向后移动，同时逐个揭掉固定胶带8，并用湿布冷却已经焊接完成的部分，避免温度过热损伤带材。按上述步骤将焊接部位9反复焊接两次，以确保焊锡的完全熔化，使超导磁体的出线端与铜编织带紧密地焊接在一起。图3(b)与图3(a)相对应，是该过程的俯视图。
如图4所示，在焊接部位9完成后，将铜编织带的尾部5剪掉多余的部分与铜电流引线10连接并焊牢。然后将加工好的环氧固定部件11铆接在环氧筒4上以固定铜编织带的位置。经实际验证，这种超导磁体出线端和过渡铜编织带之间的焊接方法简单牢固，并且接头电阻小，发热小。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1. 一种超导磁体出线端的焊接方法，包括下述步骤：
第1步 将超导磁体出线端的表面绝缘剥离，焊锡丝紧密地螺旋缠绕在超导带材表面，并使相邻焊锡丝之间留有空隙，以免焊锡在焊接过程滴落损伤超导磁体；
第2步 将铜编织带套在缠绕有焊锡丝的超导带材出线端外，并固定位置；
第3步 裁剪好的环氧板罩在超导线圈的外侧，以免焊接过程中焊枪损伤超导磁体；
第4步 采用环氧挡板将待焊接部分与超导线圈隔开，用电烙铁从铜编织带的一端逐渐向后移动，反复几次，使内部的焊锡完全熔化，起到固定带材与铜编织带的作用；
第5步 待焊锡完全冷却后，将铜编织带的另一端与电流引线连接；最后将铜编织带固定在环氧筒上。
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