專利名稱：Bi系高溫超導帶材的焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及Bi系高溫超導帶材(以下簡稱Bi系帶材)的焊接方法，屬于超導電工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
出處《超導技術(shù)應用》，ISBN 7-5616-3029-8/O·213Bi系高溫超導帶材已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，并在實際工程中得到一定的應用。眾所周知，導電材料在實際應用中需要進行連接，連接的方式有許多種，例如焊接、壓接等。在連接處一般都有連接電阻(或稱為接觸電阻)。Bi系高溫超導帶材在實際應用當中也需要進行連接，而且對連接電阻有一定的要求，要求小于10-6Ω，甚至小于10-8Ω。Bi系高溫超導帶材連接的方式主要有兩種超導連接和軟釬焊。超導連接是一種復雜的技術(shù)，它可以實現(xiàn)連接部位具有超導性，但是需要專門的設備和專業(yè)技能，從技術(shù)上看也不成熟，在實際工程應用中采用的很少。軟釬焊中的錫焊是一種適合于Bi系高溫超導帶材的焊接技術(shù)，雖然不能實現(xiàn)超導連接，但是在實際工程應用中廣為采用。
錫焊是利用錫鉛焊料進行焊接的方法，屬于軟釬焊的一種。常用的材料是焊料和焊劑(助焊劑)，工具是電烙鐵。焊料通常是錫和鉛的合金，由于鉛是有害物質(zhì)，因此也有用無鉛焊料的。在錫焊中，焊料通常被制成焊錫絲。焊錫絲是由錫鉛或無鉛焊料制成，有的焊錫絲在絲中加有焊劑松香或者活化劑。使用錫焊時，為提高焊接質(zhì)量常采用焊劑。電烙鐵是提供熱能的工具。
其工作原理是利用電烙鐵提供的熱能把焊料熔化在焊件的焊接面處，移走電烙鐵，焊料凝固后即可把焊件焊接在一起。
Bi高溫超導帶材(線材)的焊接一般的做法(1)打磨掉Bi帶材焊接處的氧化物層或者絕緣層，并用酒精或其它無水清洗劑擦拭干凈，晾干；(2)使用電烙鐵把焊錫(焊錫絲)熔化在打磨處，使焊錫在被打磨面形成一層均勻、薄厚適度的焊錫層；(3)將需要被焊接的Bi系帶材搭接在一起，焊接面重合，使用電烙鐵加熱Bi系帶材的被焊接處，使焊錫熔化，移走電烙鐵，Bi系帶材就被焊接在一起了。
為了盡量減小焊接電阻，Bi系帶材焊接的時候通常需要搭接一定的長度，一般為5～10cm，而且焊錫的厚度應該在保證焊接強度和接觸面積的前提下越薄越好，并且均勻；為保證一定的焊接強度，Bi系帶材焊接的時候也需要搭接一定的長度。
但是，(1)由于焊接的面積大，Bi系帶材的導熱快，電烙鐵的觸頭由于面積較小，很難在短時間內(nèi)提供熔化焊錫的大量熱能，因此在焊接過程中，Bi系帶材與電烙鐵接觸的地方溫度高，而稍遠的地方溫度迅速下降，普通的電烙鐵在這種情況下難以完成焊接，即使能焊接也難以保證焊接的質(zhì)量。受Bi系帶材本身的特性的限制，在焊接過程中，應該避免Bi系帶材長時間受到過高溫度的加熱。
(2)Bi系帶材使用的時候，經(jīng)常需要被彎曲成一定的形狀，在這種情況下，電烙鐵與Bi系帶材之間接觸壓力是難以控制的，一旦接觸壓力過大則不能保證彎曲形狀符合要求。如果電烙鐵與Bi系帶材之間接觸壓力過小，則用普通的電烙鐵焊接也難以完成。
(3)對于普通的方法，首先需要用電烙鐵在Bi系帶材上涂上一層焊錫，然后再把Bi系帶材搭接、焊接。在這個過程中需要對帶材進行3次加溫處理，容易損害Bi系帶材。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決焊接Bi系帶材的上述工程技術(shù)難題，本發(fā)明提供了一種新的焊接方法，可以在保證小的焊接電阻的情況下高質(zhì)量完成Bi系帶材的焊接。
本發(fā)明的技術(shù)方案是(1)把焊錫絲加工成0.03～0.1mm厚的焊錫帶(箔)，并剪成與焊接面積相符的大??；(2)在焊件的表面均勻涂覆焊錫膏，薄厚適度；(3)使用事先加工成型的夾具把焊件固定住，并保持一定的壓力；(4)使用加熱設備對焊件進行一次性整體加熱，使焊錫帶完全熔化；(5)移走加熱設備使熔化的焊錫凝固；(6)修剪焊瘤。
本發(fā)明的有益效果是，可以高效率的焊接搭接長度很長的Bi系帶材。焊接時，焊件升溫迅速，并且Bi系帶材所受的溫度容易控制，焊錫的厚度和均勻性也能得到保證，焊接面積可以達到85％以上。


圖1為本發(fā)明的超導線材焊接方法的工作流程圖。
具體實施例方式
下面將結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明的超導線材的焊接方法進行詳細描述，在本發(fā)明的一個具體實施例中，其中包含(1)定型夾具，保持Bi帶材的焊接形狀，并在整個加熱過程中保持恒定的夾緊力，大小在0.1MPa～10MPa之間；(2)使用0.03～0.1mm的焊錫帶。
(3)有兩種焊錫配方可以使用，一種主要成分為錫(Sn)和鉛(Pb)，重量比為(39～61)∶(61～39)，熔點為183℃～235℃；另外一種主要成分為錫(Sn)和銀(Ag)，重量比為(95～96.5)∶(5～3.5)，熔點為220℃～245℃。
焊錫配方一(錫、鉛成分)

焊錫配方二(錫、銀成分)

(4)焊接溫度應該保持在183℃～250℃之間。
權(quán)利要求
1.一種Bi系高溫超導帶材的焊接方法，其特征在于該方法包括如下的步驟·把焊錫絲加工成0.03～0.1mm厚的焊錫帶，并剪裁成與焊接面積相符的大??；·在焊件的表面均勻涂覆焊錫膏；·使用定型夾具把焊件固定住，并保持一定的壓力；·使用加熱設備對焊件進行一次性整體加熱，使焊錫帶完全熔化；·移走加熱設備使熔化的焊錫凝固；
2.按照權(quán)利要求1所述的Bi系高溫超導帶材的焊接方法，其特征在于所述定型夾具提供一定壓緊力的同時還作為焊件焊接部位成型的模具，夾具的加緊力大小在0.1MPa～10MPa之間。
3.按照權(quán)利要求1所述的Bi系高溫超導帶材的焊接方法，其特征在于所述焊錫主要成分為錫和鉛，重量比為(39～61)∶(39～61)，熔點為183℃～235℃。
4.按照權(quán)利要求1所述的Bi系高溫超導帶材的焊接方法，其特征在于所述焊錫主要成分為錫(Sn)和銀(Ag)，重量比為(95～96.5)∶(5～3.5)，熔點為220℃～245℃。
5.按照權(quán)利要求1所述的Bi系高溫超導帶材的焊接方法，其特征在于所述焊接溫度應該保持在183℃～250℃之間。
全文摘要
一種Bi系高溫超導帶材的焊接方法，其特征在于該方法包括如下的步驟把焊錫絲加工成0.03～0.1mm厚的焊錫帶，并剪裁成與焊接面積相符的大?。辉诤讣谋砻婢鶆蛲扛埠稿a膏；使用定型夾具把焊件固定住，并保持一定的壓力；使用加熱設備對焊件進行一次性整體加熱，使焊錫帶完全熔化；移走加熱設備使熔化的焊錫凝固。通過上述方法可以高效率的焊接搭接長度很長的Bi系帶材。焊接時，焊件升溫迅速，并且Bi系帶材所受的溫度容易控制，焊錫的厚度和均勻性也能得到保證，焊接面積可以達到85％以上。
文檔編號B23K35/362GK1515377SQ03101628
公開日2004年7月28日 申請日期2003年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月10日
發(fā)明者董寧波, 宗軍 申請人:北京英納超導技術(shù)有限公司