一种套管结构高温超导导体直样真空锡焊成型装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种套管结构高温超导导体直样真空锡焊成型装置。装置由增压器、冷却钢瓶、加热锡池、样品焊接台、负压系统和固定支架组成。样品焊接台包括硅油池、螺旋冷却管、加热板、样品入口端铜管、样品出口端铜管、温度探头、温度探头底座、截止阀和固定支架。样品连接两端铜管放置于硅油池内，入口端连接加热锡池，出口端铜管通过皮管连接真空泵，硅油池下方的加热板加热硅油，用于油浴加热导体，硅油池内穿过螺旋冷却管，锡焊结束后螺旋管内通入冷却液体迅速冷却硅油。导体放置在焊接台后先通过真空泵达到负压后加热到焊接温度吸入液锡，当液锡完全填满导体后使用液氮冷却硅油完成导体成型。成导体成型。成导体成型。

【技术实现步骤摘要】
一种套管结构高温超导导体直样真空锡焊成型装置


[0001]本专利技术涉及以YBCO带材为特征的套管结构高温超导导体制备工艺领域，尤其适用解决堆叠导体的焊接过程中小间隙填充的问题，提高高温超导导体锡焊成型工艺的焊接质量。

技术介绍

[0002]二代高温超导材料由于具有较高的临界温度、临界磁场及机械强度等优势，在强磁场领域具有广泛的应用前景。目前通过带材堆叠并和外层铜骨架锡焊而成的堆叠型导体具有电流密度高、制备工艺简单等特点，是最具发展潜力的高温超导导体结构形式之一。传统的焊接工艺是普通锡池焊接，由于堆叠导体固有的结构，使其在焊接空隙率上达不到使用要求，因此需要开发新的导体制备工艺。
[0003]锡焊成型是该类型导体最重要的制备工艺，是将堆叠的超导带材及铜骨架焊接成机械优良的导体不可或缺的步骤，焊借时要求焊接温度控制在200℃温度以内、焊接时铜骨架不能氧化以及尽可能减少空隙率。因此需要开发新的焊接技术与之相匹配。
[0004]本专利技术通过负压系统制造真空环境，在焊接导体时具有抗氧化功能，同时负压环境能让液锡更容易进入空隙处，减小了空隙率。同时控温的硅油池在进行焊接时加热，精准控制导体温度，确保焊接质量稳定可靠。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提出一种套管结构高温超导导体直样真空锡焊成型装置。通过装置中的负压系统，可以实现堆叠导体的抗氧化焊接以及减小空隙率，通过可控温的加热锡池装置和硅油池，可以对导体焊接进行精准温度控制，因此通过该装置可以实现高温超导导体真空锡焊成型。/>[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种套管结构高温超导导体直样真空锡焊成型装置，包括增压器、冷却钢瓶、加热锡池、样品焊接台、负压系统和固定支架；
[0008]所述样品焊接台包括硅油池、螺旋冷却管、加热板、样品入口端铜管、样品出口端铜管、温度探头、温度探头底座、截止阀和固定支架。
[0009]所述加热锡池装置包括锡池、圆形加热板、板式平焊法兰和出口弯管，锡池底部通过出口弯管和波纹管与样品进口端接管相连，用于融化焊锡形成温度均匀的液态锡，增压器于锡池液面上方加压将液锡压进导体实施焊接；
[0010]所述负压系统包括金属铜管、皮管接头、皮管、截止阀、温度探头和真空泵，用于形成真空环境，一方面负压环境利于液锡的流动，另一方面减少焊接过程中导体铜管的氧化，提升焊接效果；
[0011]所述气体钢瓶放置于固定支架侧面，加热锡池融化锡料后向其顶端加压，使液锡流动；
[0012]所述液氮冷却钢瓶放置于固定支架侧面，液锡流动填满导体后，向螺旋冷却管内导入液氮，用于冷却硅油，从而使导体快速降温，提高焊接质量；
[0013]所述样品焊接台和加热锡池放置在固定支架上方，通过波纹管和铜管相连，负压系统布置于支架下方，增压器和冷却钢瓶放置在支架侧面。
[0014]所述加热锡池安装在固定支架桌面，加热锡池底部布置有圆形加热板用于融化锡料，上方侧面连接加压气瓶，锡料融化后加压使液锡通过底部出口进入样品，进而进行焊接。
[0015]所述样品焊接台固定在固定支架桌面，样品放置于硅油池中，样品入口端连接加热锡池，出口端连接负压系统，硅油池中穿过螺旋冷却管，在焊接完成后通入液氮快速冷却硅油；
[0016]所述负压系统安装在固定支架桌面下方，真空泵先经过截止阀再连接皮管，通过皮管接头连接样品出口段铜管；
[0017]所述气体钢瓶、液氮冷却钢瓶安装在固定支架侧面；
[0018]所述温度探头安装在温度探头底座之上，铜管打孔后焊接温度探头底座，温度探头穿过底座进入铜管测量温度，当有液锡流过时能够感知；
[0019]所述加热锡池底部和样品焊接台各有一加热板，加热板内部有加热棒作为加热元件，加热板起到均匀导热的目的，最终使得整个锡池的温度加热均匀；
[0020]所述加热锡池的温度应控制在200℃以内，防止温度过高造成高温超导带材的性能衰退，温度均匀性优于
±
5℃，采用反馈系统控制；
[0021]所述样品焊接台的前后端有圆形小槽，用于安装螺旋冷却管；
[0022]所述加热锡池，能够承受气体压力，分内外两层，不锈钢作为外层，内部为铝防止液锡粘连；
[0023]样品连接两端铜管放置于硅油池内，入口端连接加热锡池，出口端铜管通过皮管连接真空泵，硅油池下方的加热板加热硅油，用于油浴加热导体，硅油池内穿过螺旋冷却管，锡焊结束后螺旋管内通入冷却液迅速冷却硅油；
[0024]本专利技术相较于现有技术的有益效果在于：
[0025]本专利技术装置可实现各种套管结构高温超导导体的真空锡焊成型。
[0026]本专利技术装置可通过锡池溶液以及硅油池控温和焊接，保证焊接质量。
[0027]本专利技术装置可实现焊接后导体的快速冷却，减少焊接过程对于高温超导带材的性能影响。
[0028]本专利技术装置可实现减小焊接的空隙率。
[0029]本专利技术装置可实现抗氧化焊接。
附图说明
[0030]图1为本专利技术装置整体视图。
[0031]图中，
[0032]100
‑
硅油池、101
‑
样品、102
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螺旋冷却管、103
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加热板、104
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出口端铜管、105
‑
入口端铜管、106
‑
温度探头底座、107
‑
绝热套管；
[0033]201
‑
板式平焊法兰、202
‑
加热锡池、203
‑
波纹管、204
‑
截止阀、205
‑
圆形加热板、
206
‑
加热棒；
[0034]301
‑
真空泵、302
‑
皮管、303
‑
皮管接头；
[0035]401
‑
增压器、402
‑
冷却钢瓶；
[0036]501
‑
固定支架。
具体实施方式
[0037]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有的技术方案，下面将对现有技术和实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0038]图1为装置整体视图。如图1所示，一种套管结构高温超导导体直样真空锡焊成型装置，包括增压器401、冷却钢瓶402、加热锡池装置、样品焊接台、负压系统和固定支架501。增压器401和冷却钢瓶402放置于固定支架501两侧，加热锡池装置位于固定支架501上层。加热锡池装置顶部通过铜管与增压器401相通，加热锡池装置底部通过铜管与样品焊接台中的样品101相通。样品焊接台位于固定支架501上层，头部与加热锡池装置相连，尾部通过皮管302与负压系统相通，而负压系统置于固定支架501的下层。
[0039]所述样品焊接台包括硅油池100、样品101、螺旋冷却管102本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种套管结构高温超导导体直样真空锡焊成型装置，其特征在于：包括增压器、液氮冷却钢瓶、加热锡池装置、样品焊接台、负压系统和固定支架；所述样品焊接台包括硅油池、样品、螺旋冷却管、加热板、样品入口端铜管和样品出口端铜管；样品分别连接样品入口端铜管和样品出口端铜管，放置于硅油池内，入口端铜管连接加热锡池，出口端铜管通过皮管连接真空泵，硅油池下方的加热板加热硅油，用于油浴加热样品，螺旋冷却管穿过硅油池，锡焊结束后向螺旋冷却管内通入液氮冷却硅油；所述加热锡池装置包括加热锡池、板式平焊法兰和出口弯管；锡池顶部装有板式平焊法兰用于添加锡料，加热锡池底部通过出口弯管和波纹管与样品入口端铜管相连，用于融化焊锡形成温度均匀的液态锡；增压器于加热锡池液面上方加压将液锡压进样品实施焊接；所述负压系统包括金属铜管、皮管接头、皮管和真空泵；金属铜管分别连接样品出口端铜管和皮管，连接皮管前需要安装皮管接头，而皮管连接真空泵的进气口，用于形成真空环境；气体钢瓶放置于固定支架侧面，加热锡池融化锡料后向其顶端加压，使液锡流动；所述液氮冷却钢瓶放置于固定支架侧面，液锡流动填满样品后，向螺旋冷却管内导入液氮，用于冷却硅油，从而使样品降温；所述样品焊接台和加热锡池装置放置在固定支架上方，负压系统布置于支架下方。2.根据权利要求1所述的一种套管结构高温超导导体直样真空锡焊成型装置，其特征在于：所述加热锡池安装在固定支架桌面，加热锡池底部布置有圆形加热板用于融化锡料，上方侧面连接增压器，锡料融化后加压使液锡通过底部出口进入样品，进而进行焊接。3.根据权利要求1所述的一种套管结构高温超导导体直样真空锡焊成型装置，其特征在于：所述样品焊接台固定在固定支...

【专利技术属性】
技术研发人员：施毅，徐先锋，陶书，马红军，吴磊，韩厚祥，郭亮，刘方，刘华军，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：