專利名稱：一種超導(dǎo)線的焊接裝置及焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超導(dǎo)線的焊接裝置及焊接方法，特別適于超導(dǎo)線之間或是超導(dǎo)線與常規(guī)導(dǎo)體之間、以及一些尺寸的常規(guī)導(dǎo)體之間的焊接，屬于超導(dǎo)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于超導(dǎo)線的生產(chǎn)制作受工藝條件的限制，在采用超導(dǎo)線制作超導(dǎo)磁體、限流器、電纜或其它設(shè)備時(shí)，無論是采用Bi2223、YBCO或者M(jìn)gB 2，其長度不可能無限長，或者根據(jù)
工程需要逐段定做，通過線材的連接解決所需長度，由此，線材的連接技術(shù)已成為實(shí)際應(yīng)用中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。目前，工程上通用的超導(dǎo)線焊接方式是采用釬焊進(jìn)行的有阻焊接。有阻焊接的主要目標(biāo)是減小焊接接頭的焊接電阻和保證焊接接頭的機(jī)械強(qiáng)度。由于超導(dǎo)線本身材料的特性，焊接時(shí)超導(dǎo)線的焊接溫度通常要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，溫度過高會(huì)破壞超導(dǎo)·線材的微觀結(jié)構(gòu)，超導(dǎo)線材的性能因此而衰減。另外，在保證焊接強(qiáng)度的前提下，盡量減小焊接層的厚度，以降低焊接電阻。而且，有阻焊接常用的焊接操作方式是采用商用溫控電烙鐵手工操作或鉗式焊接裝置。商用溫控電烙鐵手工焊接通常采用錫釬焊料控溫電烙鐵焊接方式，控溫范圍通常>200°C，熱容小溫度波動(dòng)大，加熱面積小，焊接部件的加熱溫度不均勻，可能導(dǎo)致焊接件的局部過熱，其它地方加熱溫度不夠。同時(shí)此種方式焊接質(zhì)量取決于操作者，人為因素大，焊接質(zhì)量分散性大。鉗式焊接裝置通過人工將超導(dǎo)線掛焊料，通過電烙鐵將焊料融蝕，然后用鉗式焊接裝置將兩超導(dǎo)線需焊接部位壓緊，自然冷卻，此種方式對(duì)120-200 °C溫區(qū)控溫較難實(shí)現(xiàn)，焊接質(zhì)量同樣取決于操作者，從而造成焊接接頭質(zhì)量分散性較大。因此，目前有阻焊接常用的焊接操作方式，商用溫控電烙鐵手工焊接，焊接部件的加熱溫度不均勻，焊接質(zhì)量取決于操作者，用鉗式焊接裝置，在120-200 1溫區(qū)控溫較難實(shí)現(xiàn)，都存在焊接接頭質(zhì)量分散性較大的問題，這是超導(dǎo)應(yīng)用技術(shù)急需解決的關(guān)鍵技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種控溫溫區(qū)范圍大、精度高，能夠滿足超導(dǎo)線焊接控溫要求的超導(dǎo)線的焊接裝置及其方法，通過減小焊層厚度，增大焊接面積，減小焊接電阻，降低人為操作因素，提高焊接質(zhì)量，降低焊接分散性。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種超導(dǎo)線的焊接裝置，它包括加熱單元、焊接臺(tái)板、隔熱墊塊和具有支撐體的壓緊單元；所述焊接臺(tái)板緊固在加熱單元上；加熱單元設(shè)有加熱器和溫度調(diào)節(jié)器；壓緊單元安裝在焊接臺(tái)板上；壓緊單元還包括有安裝在支撐體上用于對(duì)焊接頭施壓的壓緊件，以及位于焊接臺(tái)板與支撐體之間的隔熱墊塊。進(jìn)一步的技術(shù)方案是
所述的超導(dǎo)線的焊接裝置，所述支撐體是一個(gè)橫粱，壓緊件是棒形，有若干個(gè)；支撐體上有若干個(gè)孔的軸線指向焊接臺(tái)板的壓緊棒安裝孔；壓緊彈簧套在壓緊件上。
所述的超導(dǎo)線的焊接裝置，其支撐體兩端各有一塊高度相等的隔熱墊塊；所述隔熱墊塊每兩塊等高的為一組，有若干組，供替換使用。所述的超導(dǎo)線的焊接裝置，其壓緊件為一塊壓板，與支撐體滑動(dòng)連接。所述的超導(dǎo)線的焊接裝置，其壓緊件有用于提起或放下壓緊件的銷子。所述的超導(dǎo)線的焊接裝置，其隔熱墊塊3材料選自玻璃鋼復(fù)合材料；焊接臺(tái)板2采用與超導(dǎo)線的線膨脹系數(shù)相近的材料，選自于不銹鋼，或鋁合金，或銅。
所述的超導(dǎo)線的焊接裝置，其壓緊件為整體結(jié)構(gòu)，材為非導(dǎo)熱材料，選自復(fù)合材料。所述的超導(dǎo)線的焊接裝置，其壓緊件為組合結(jié)構(gòu)，靠焊接臺(tái)板一端為非導(dǎo)熱材料，選自復(fù)合材料，另一端為金屬材料。一種采用本發(fā)明的裝置焊接超導(dǎo)線的方法，包括下述步驟首先將超導(dǎo)線置于焊接臺(tái)板上，并正對(duì)壓緊件下端，其中，焊料放置在已打磨清洗好的兩根超導(dǎo)線之間，或超導(dǎo)線與電流引線之間定位，再用壓緊件對(duì)超導(dǎo)線的焊接接頭處進(jìn)行施壓；然后啟動(dòng)加熱單元，調(diào)節(jié)焊接溫度，進(jìn)行控溫焊接；當(dāng)焊料融蝕流出，即停止加熱；當(dāng)焊好后，關(guān)閉加熱單元，使焊接臺(tái)板降溫，即得到合格的焊接產(chǎn)品。所述的超導(dǎo)線的焊接方法，其調(diào)節(jié)焊接溫度的溫度區(qū)間為120-300 °C。本發(fā)明的突出的特點(diǎn)和顯著的技術(shù)效果是
I、由于本發(fā)明采用加熱單元，其內(nèi)部埋設(shè)有加熱器，外部有溫度調(diào)節(jié)器，以電偶控制溫度，精確調(diào)節(jié)焊接臺(tái)板，溫區(qū)為120-300 °C。，超導(dǎo)線置于焊接臺(tái)板上，加熱單元通過傳導(dǎo)方式將焊接臺(tái)板加熱從而將超導(dǎo)線加熱，通過精確可控加熱單元及壓緊單元，使焊接臺(tái)板上超導(dǎo)線的達(dá)到可控所需焊接溫度，實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)線材、超導(dǎo)線材與常規(guī)導(dǎo)體之間焊接，焊接質(zhì)量可控，穩(wěn)定可靠。2、由于本發(fā)明設(shè)置壓緊單元，并通過壓緊彈簧調(diào)節(jié)支撐體的高度調(diào)整對(duì)超導(dǎo)線材焊接接頭及超導(dǎo)線與常規(guī)導(dǎo)體焊接接頭施加壓力；壓緊件為多個(gè)壓緊棒或長的單個(gè)壓板，便于對(duì)焊接接頭進(jìn)行均勻施壓。3、由于本發(fā)明采用在焊接臺(tái)板上設(shè)置隔熱墊塊，并將焊接臺(tái)板與支撐體隔開，設(shè)置隔熱墊塊防止下部焊接臺(tái)板加熱溫度擴(kuò)散，同時(shí)可減少熱量向上部壓緊單元擴(kuò)散，導(dǎo)致支撐體受熱，影響焊接壓緊效果，因此，隔熱墊塊采用導(dǎo)熱差的玻璃鋼等復(fù)合材料制成，隔熱墊塊高度可根據(jù)允許的漏熱量和需要的焊接壓力等方面因素來設(shè)計(jì)。4、本發(fā)明的超導(dǎo)線焊接裝置，由于具有可控溫區(qū)大、對(duì)焊接接頭施壓均勻、操作簡單、可靠性高等特點(diǎn)可以滿足超導(dǎo)線材焊接的需求，同時(shí)由于整體的結(jié)構(gòu)緊湊小巧，適合于現(xiàn)場操作。本發(fā)明的原理是超導(dǎo)線焊接裝置的加熱單元、焊接臺(tái)板、壓緊單元通過緊固連接，通過溫控加熱單元將焊接臺(tái)板加熱到所需要的溫度，將焊料放置在已打磨清洗好的兩根超導(dǎo)線之間或超導(dǎo)線與電流引線之間定位，然后采用壓緊裝置對(duì)焊接接頭進(jìn)行施壓，待焊料融蝕流出，停止加熱，待加熱臺(tái)板冷卻后，撤銷所施加的壓力，取出焊接的線，完成超導(dǎo)線以及與常規(guī)導(dǎo)體之間焊接。


圖I為本發(fā)明超導(dǎo)線的焊接裝置的主視示意 圖2為圖I的俯視 圖3為本發(fā)明超導(dǎo)線的焊接裝置壓緊單元剖視示 圖4為本發(fā)明超導(dǎo)線的焊接裝置焊接段局部放大示意圖。圖中各標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的名稱為1-加熱單元，2-焊接臺(tái)板，3-隔熱墊塊，4-壓緊單元，4. I-支撐體，4. 2-銷子，4. 3-壓緊彈簧，4. 4-壓緊件，5. I-焊料，5. 2-超導(dǎo)線材。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明如下
實(shí)施例I :如圖I、圖2、圖3、圖4所示，為一種超導(dǎo)線的焊接裝置基本實(shí)施例，它包括 加熱單元I、焊接臺(tái)板2、隔熱墊塊3和具有支撐體4. I的壓緊單元4 ;所述焊接臺(tái)板2緊固在加熱單元I上；加熱單元I設(shè)有加熱器和溫度調(diào)節(jié)器，通過溫度反饋信號(hào)進(jìn)行溫度精確調(diào)節(jié)和控制；壓緊單元4安裝在焊接臺(tái)板2上；壓緊單元4還包括有安裝在支撐體4. I上用于對(duì)焊接頭施壓的壓緊件4. 4，以及位于焊接臺(tái)板2與支撐體4. I之間的隔熱墊塊3。上述焊接臺(tái)板2提供焊接操作平面，通過加熱單元I熱傳導(dǎo)控溫后與其達(dá)到熱平衡，然后在焊接臺(tái)板2平面上進(jìn)行焊接操作。焊接臺(tái)板2提供超導(dǎo)焊接所需要的焊接溫度。所述的支撐體
4.I兩端各有一塊聞度相等的隔熱塾塊3 ;所述隔熱塾塊3每兩塊等聞的為一組，有若干組，供替換使用。隔熱墊塊3防止下部加熱臺(tái)加熱溫度擴(kuò)散，同時(shí)可減少熱量向上部壓緊件4. 4擴(kuò)散，導(dǎo)致支撐體4. I受熱，影響焊接壓緊步驟操作；隔熱墊塊3可以采用導(dǎo)熱差的玻璃鋼等復(fù)合材料加工；隔熱墊塊高度可根據(jù)允許的漏熱量和需要的焊接壓力等因素來確定。所述壓緊件4. 4是若干個(gè)壓緊棒，或?yàn)橐粔K壓板，。所述的壓緊件4. 4有用于提起或放下壓緊件4. 4的銷子4. 2。支撐體4. I主要起到支撐壓緊件4. 4和定位及固定作用。當(dāng)提拉及放下銷子4. 2后，即可以放置被焊的超導(dǎo)線材5. 2。所述的隔熱墊塊3材料選自玻璃鋼復(fù)合材料；焊接臺(tái)板2采用與超導(dǎo)線的線膨脹系數(shù)相近的材料，選自于不銹鋼，或鋁合金，或銅。所述的壓緊件4. 4為整體結(jié)構(gòu)，材料為非導(dǎo)熱材料，選自復(fù)合材料。所述的壓緊件4. 4為組合結(jié)構(gòu)，靠焊接臺(tái)板2—端為非導(dǎo)熱材料，選自復(fù)合材料，另一端為金屬材料。實(shí)施例2 :是一個(gè)優(yōu)化的實(shí)施例。如圖I 一 4所示，與實(shí)施例I不同的是所述的支撐體4. I是一個(gè)橫粱，壓緊件4. 4是棒形，有若干個(gè)；支撐體4. I上有若干個(gè)孔的軸線指向焊接臺(tái)板2的壓緊棒安裝孔；壓緊彈簧4. 3套在壓緊件4. 4上。壓緊彈簧4. 3通過選擇不同倔強(qiáng)系數(shù)的彈簧、彈簧長度來調(diào)節(jié)壓緊件4. 4對(duì)超導(dǎo)線材焊接接頭或超導(dǎo)線與常規(guī)導(dǎo)體焊接接頭的壓力，或者采用液壓方式來實(shí)現(xiàn)焊接過程中所需要的壓力。實(shí)施例3 :是又一個(gè)優(yōu)化的實(shí)施例。與上述實(shí)施例2不同的是所述的壓緊件4. 4為一塊壓板，與支撐體4. I滑動(dòng)連接。壓緊單元4還有加在支撐體4. I上的重力塊。實(shí)施例4 :是采用本發(fā)明的裝置焊接超導(dǎo)線的方法實(shí)施例，包括下述步驟首先將超導(dǎo)線5. 2置于焊接臺(tái)板2上，并正對(duì)壓緊件4. 4下端，其中，焊料5. I放置在已打磨清洗好的兩根超導(dǎo)線之間，或超導(dǎo)線與電流引線之間定位，再用壓緊件4. 4對(duì)超導(dǎo)線的焊接接頭處進(jìn)行施壓；然后啟動(dòng)加熱單元1，調(diào)節(jié)焊接溫度，并達(dá)到熱平衡，進(jìn)行控溫焊接；當(dāng)焊料
5.I融蝕流出，即停止加熱；當(dāng)焊好后，關(guān)閉加熱單元1，使焊接臺(tái)板2迅速降溫、冷卻，即得到焊接好的產(chǎn)品。所述的調(diào)節(jié)焊接溫度的溫度區(qū)間為120-300 °C。
本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)范圍不限于上 述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種超導(dǎo)線的焊接裝置，其特征在于它包括加熱單元(I)、焊接臺(tái)板(2)、隔熱墊塊(3)和具有支撐體(4. I)的壓緊單元(4);所述焊接臺(tái)板(2)緊固在加熱單元(I)上；加熱單元(I)設(shè)有加熱器和溫度調(diào)節(jié)器；壓緊單元(4)安裝在焊接臺(tái)板(2)上；壓緊單元(4)還包括有安裝在支撐體(4. I)上用于對(duì)焊接頭施壓的壓緊件(4. 4)，以及位于焊接臺(tái)板(2)與支撐體(4. I)之間的隔熱墊塊(3 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超導(dǎo)線的焊接裝置，其特征在于所述支撐體(4.I)是一個(gè)橫粱，壓緊件(4. 4)是棒形，有若干個(gè)；支撐體(4. I)上有若干個(gè)孔的軸線指向焊接臺(tái)板(2)的壓緊棒安裝孔；壓緊彈簧(4. 3)套在壓緊件(4. 4)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超導(dǎo)線的焊接裝置，其特征在于支撐體(4.I)兩端各有一塊聞度相等的隔熱塾塊(3);所述隔熱塾塊(3)每兩塊等聞的為一組，有若干組，供替換使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超導(dǎo)線的焊接裝置，其特征在于所述壓緊件(4.4)為一塊壓板，與支撐體(4. I)滑動(dòng)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超導(dǎo)線的焊接裝置，其特征在于所述壓緊件(4.4)有用于提起或放下壓緊件(4. 4)的銷子(4. 2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超導(dǎo)線的焊接裝置，其特征在于所述隔熱墊塊(3)材料選自玻璃鋼復(fù)合材料；焊接臺(tái)板(2)采用與超導(dǎo)線的線膨脹系數(shù)相近的材料，選自于不銹鋼，或招合金，或銅。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超導(dǎo)線的焊接裝置，其特征在于所述壓緊件(4.4)為整體結(jié)構(gòu)，材料為非導(dǎo)熱材料，選自復(fù)合材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超導(dǎo)線的焊接裝置，其特征在于所述壓緊件(4.4)為組合結(jié)構(gòu)，靠焊接臺(tái)板(2)—端為非導(dǎo)熱材料，選自復(fù)合材料，另一端為金屬材料。
9.一種用權(quán)利要求I所述的裝置焊接超導(dǎo)線的方法，其特征在于包括下述步驟首先將超導(dǎo)線(5. 2)置于焊接臺(tái)板(2)上，并正對(duì)壓緊件(4. 4)下端，其中，焊料(5. I)放置在已打磨清洗好的兩根超導(dǎo)線之間，或超導(dǎo)線與電流引線之間定位，再用壓緊件(4. 4)對(duì)超導(dǎo)線的焊接接頭處進(jìn)行施壓；然后啟動(dòng)加熱單元(1)，調(diào)節(jié)焊接溫度，進(jìn)行控溫焊接；當(dāng)焊料(5. I)融蝕流出，即停止加熱；當(dāng)焊好后，關(guān)閉加熱單元(1)，使焊接臺(tái)板(2)降溫，即得到焊接好的產(chǎn)品。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超導(dǎo)線的焊接方法，其特征在于所述調(diào)節(jié)焊接溫度的溫度區(qū)間為 120-300 0C0
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超導(dǎo)線的焊接裝置及焊接方法，焊接裝置包括加熱單元、焊接臺(tái)板、隔熱墊塊和具有支撐體的壓緊單元；所述焊接臺(tái)板緊固在加熱單元上；加熱單元設(shè)有加熱器和溫度調(diào)節(jié)器；壓緊單元安裝在焊接臺(tái)板上；壓緊單元還包括有安裝在支撐體上用于對(duì)焊接頭施壓的壓緊件，以及位于焊接臺(tái)板與支撐體之間的隔熱墊塊。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是提供一種控溫溫區(qū)范圍大、精度高，能夠滿足超導(dǎo)線焊接控溫要求的超導(dǎo)線的焊接裝置及其方法，通過減小焊層厚度，增大焊接面積,減小焊接電阻，降低人為操作因素，提高焊接質(zhì)量，降低焊接分散性。
文檔編號(hào)H01R43/02GK102941387SQ20121052217
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者蘇浩, 周勇, 李位勇, 謝峰 申請(qǐng)人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七一二研究所