技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及高溫超導(dǎo)材料連接與超導(dǎo)電工技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種適用于制作高溫超導(dǎo)接頭的焊接裝置。

背景技術(shù)：
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由于超導(dǎo)在電流傳輸?shù)臒o損耗和完全抗磁性使得其在實(shí)際運(yùn)用中具有非常誘人的應(yīng)用前景；隨著超導(dǎo)理論和超導(dǎo)技術(shù)也不斷取得突破性進(jìn)展，越來越多的超導(dǎo)材料被人們發(fā)現(xiàn)，其中，實(shí)用化超導(dǎo)材料更是得到了長(zhǎng)足發(fā)展。以nbti和nb3sn為代表的低溫超導(dǎo)材料已實(shí)現(xiàn)了商品化，其制備工藝和材料性能已完全成熟，并得到了廣泛的應(yīng)用。第一代bi系高溫超導(dǎo)帶材已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，極大的促進(jìn)了超導(dǎo)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，人們正在努力推動(dòng)ybco帶材向低成本、穩(wěn)定和和規(guī)?；姆较虬l(fā)展。

二代ybco高溫超導(dǎo)帶材的應(yīng)用有著更大的市場(chǎng)前景和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。然而，由于生產(chǎn)技術(shù)的限制，現(xiàn)有加工工藝能制備幾百米到千米量級(jí)的ybco超導(dǎo)帶材。故此，由于現(xiàn)有制備工藝對(duì)于帶材長(zhǎng)度的限制，在繞制大型磁體工程實(shí)踐中，所用的ybco超導(dǎo)帶材都不是整根帶材，必然需要通過某種合理的工藝技術(shù)連接在一起。目前，國(guó)內(nèi)外尚無ybco超導(dǎo)帶材連接的成熟的商業(yè)化裝置，因此，都需要根據(jù)各自課題組的實(shí)際需要自行設(shè)計(jì)。本發(fā)明正是基于繞制大型超導(dǎo)磁體的需要，本著操作方便、靈活高效、性能可靠的原則設(shè)計(jì)出來的集釬焊工藝與擴(kuò)散焊工藝于一體的高溫超導(dǎo)帶材連接裝置；利用該裝置，既可以制作一代的bi系高溫超導(dǎo)接頭，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)二代ybco高溫超導(dǎo)帶材的低阻值連接。在下文的闡述中，主要針對(duì)該裝置如何實(shí)現(xiàn)對(duì)二代ybco高溫超導(dǎo)帶材的低阻值連接進(jìn)行敘述。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種適用于制作高溫超導(dǎo)接頭的焊接裝置，實(shí)現(xiàn)在保證ybco超導(dǎo)接頭足夠的機(jī)械強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)條件下，優(yōu)化ybco超導(dǎo)接頭的超導(dǎo)電性；同時(shí)達(dá)到操作方便、自動(dòng)化程度高、接頭性能穩(wěn)定可靠的目標(biāo)。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種適用于制作高溫超導(dǎo)接頭的焊接裝置，其特征在于：包括有內(nèi)部提供加熱環(huán)境的加熱平臺(tái)，所述加熱平臺(tái)下方安裝有隔熱底座，所述隔熱底座的下方安裝有加熱平臺(tái)支撐結(jié)構(gòu)，所述加熱平臺(tái)的上端面設(shè)有用于卡裝ybco高溫超導(dǎo)帶材的夾具，且夾具一側(cè)的加熱平臺(tái)上安裝有用于ybco高溫超導(dǎo)帶材檢測(cè)溫度的熱電偶和壓力施加裝置，所述壓力施加裝置上安裝有控制所施壓力的控制反饋系統(tǒng)，所述夾具的另一側(cè)設(shè)有帶材傳送輪作為帶材連接裝置的輔助送帶裝置。

所述的加熱平臺(tái)為t字形紫銅板，其水平部分為熱源，其內(nèi)插加熱銅棒；其豎直部分為帶材夾具，其用于固定帶材，其上設(shè)有一個(gè)用于固定帶材的凹槽。

所述的隔熱底座為隔熱性能很好的隔熱板，其置于加熱平臺(tái)與加熱平臺(tái)支撐結(jié)構(gòu)之間。

所述的加熱平臺(tái)支撐結(jié)構(gòu)包括有支撐板，所述支撐板置于隔熱板與整個(gè)裝置的箱體外殼之間，的支撐板采用不銹鋼材質(zhì)，其底端用4個(gè)支角與箱體外殼連接在一起。

所述的箱體外殼朝上的面為玻璃板，在帶材連接的時(shí)候提供可視化窗口。

所述箱體外殼的兩側(cè)對(duì)稱的位置分別安裝有電風(fēng)扇以及與氣源連接的通氣閥門。

所述的壓力施加裝置包括有與加熱平臺(tái)連接的施力推板以及將壓力傳遞施加給帶材的渦輪絲桿施力機(jī)構(gòu)，所述渦輪絲桿施力機(jī)構(gòu)包括有與實(shí)力推板連接的絲杠，所述絲杠通過推力器支撐板支撐，所述絲杠上安裝有壓力反饋引線，所述絲杠由其端部的渦輪驅(qū)動(dòng)。

所述的施力推板與超導(dǎo)帶材之間設(shè)有聚四氟乙烯板。

所述的帶材傳送輪置于加熱平臺(tái)支撐結(jié)構(gòu)上，用螺栓與平臺(tái)連接起來，構(gòu)成了帶材傳輸系統(tǒng)。

本發(fā)明通過控制所施壓力的控制反饋系統(tǒng)、調(diào)節(jié)溫度的溫度控制反饋系統(tǒng)、從而獲得帶材連接過程中的具體工藝參數(shù)并及時(shí)調(diào)節(jié)溫度參數(shù)和壓力參數(shù)，還包括有傳送輪作為帶材連接裝置的輔助送帶裝置。在所述的壓力控制反饋系統(tǒng)，是指安裝在金屬壓板附近的壓力傳感器，其將信號(hào)傳輸給顯示面板，這樣便于操作人員實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并控制施加給帶材表面的壓力。所述的溫度反饋系統(tǒng)，是指與熱電偶、傳輸線一起組成的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，熱電偶將溫度信號(hào)傳輸給顯示面板，并且操作員可以通過預(yù)設(shè)溫度來控制加熱平臺(tái)的工作狀態(tài)。

所述的箱體外殼為可拆卸箱體結(jié)構(gòu)，其是指包饒加熱平臺(tái)以及支撐結(jié)構(gòu)包括一些傳感器件的箱體，其作用是根據(jù)工藝需要給所要連接的帶材提供一個(gè)真空環(huán)境或者暴露在空氣當(dāng)中。

所述壓力施加裝置，其是指渦輪絲桿加加裝一個(gè)開有12mm槽寬的金屬壓板。其作用是給所需要連接的帶材施加一個(gè)表面壓力，從而使得帶材的連接更加緊密，盡量減少虛焊的部分。所述的聚四氟乙烯板避免金屬壓板直接與超導(dǎo)帶材接觸，起著傳遞壓力、保護(hù)超導(dǎo)帶材的作用。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，成本低，避免帶材的損傷，同時(shí)本裝置為超導(dǎo)接頭的制作提供了多種選擇工藝即釬焊工藝和擴(kuò)散焊工藝，研究人員可以根據(jù)需要任選一種連接工藝制作超導(dǎo)接頭。此外，本發(fā)明不僅僅可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)加熱溫度，而且可以根據(jù)需要改變冷卻方式，為接頭的后期處理提供了可能。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明的俯視圖。

圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

1-絲杠；2-渦輪；3-壓力反饋引線；4-推力器支撐板；5-施力推版；6-ybco超導(dǎo)帶材；7-帶材傳送輪；8-電風(fēng)扇；9-箱體外殼；10-加熱平臺(tái)支撐結(jié)構(gòu)；11-加熱平臺(tái)及帶材夾具；12-熱電偶；13-隔熱底座；14-通氣閥門。

具體實(shí)施方式：

參見附圖。

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

鑒于目前沒有成熟的ybco超導(dǎo)接頭焊接裝置，都是根據(jù)研究需要設(shè)計(jì)的專門連接裝置。本發(fā)明正是基于課題研究需要設(shè)計(jì)的適用于繞制大型磁體的帶材連接裝置，該裝置集釬焊連接與擴(kuò)散焊連接兩種工藝于一身，能夠按照實(shí)際工程需要選用具體的連接工藝。從而，實(shí)現(xiàn)帶材高效低阻值連接，完成大型磁體的繞制工作。

參考附圖，一種適用于制作高溫超導(dǎo)接頭的焊接裝置，其能夠同時(shí)滿足一代bi系高溫超導(dǎo)帶材以及二代ybco高溫超導(dǎo)帶材的低阻值連接。該裝置包括內(nèi)部提供加熱環(huán)境的加熱平臺(tái)11，所述的加熱平臺(tái)是一個(gè)整體的t字形的紫銅板(熱傳導(dǎo)性能好)，水平的銅板部分是熱源，銅板中有一個(gè)加熱的銅棒；豎直的部分是帶材夾具，其作用是保證帶材只受到垂直的壓力作用同時(shí)讓其固定。與水平的加熱紫銅板相連接的熱電偶12，其實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)ybco帶材的溫度，與外接的顯示面板一起構(gòu)成了溫度檢測(cè)反饋系統(tǒng)；安裝在加熱平臺(tái)11下面的隔熱底座13，該底座采用隔熱性能很好的隔熱板，既可以隔絕熱量，同時(shí)也起著支撐的作用。

參考附圖，絲杠1、渦輪2、推力器支撐板4以及施力推板5共同構(gòu)成了連接裝置的渦輪絲杠傳力機(jī)構(gòu)。依靠這一機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)需要連接的ybco帶材精確施加所需的壓力。同時(shí)，壓力反饋輸出線3可以將動(dòng)態(tài)的壓力實(shí)時(shí)反饋給控制系統(tǒng)，進(jìn)而調(diào)整施加的壓力。正是依靠這一完整的施力機(jī)構(gòu)與壓力反饋系統(tǒng)，才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)帶材連接的壓力控制，從而獲得最佳的壓力條件。

參考附圖，帶材傳送輪7安裝在加熱平臺(tái)支撐結(jié)構(gòu)10上，用螺栓與平臺(tái)連接在一起，構(gòu)成了帶材傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)送帶的功能，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了效率，從而使得其能夠運(yùn)用在繞制大型磁體上。安裝在箱體一側(cè)的電風(fēng)扇8可以給連接在一起的帶材降溫，可以根據(jù)實(shí)際需要選擇性打開或者關(guān)閉。在與電風(fēng)扇8對(duì)稱的箱體另外一側(cè)預(yù)留了一個(gè)通氣閥門14，也可以根據(jù)實(shí)際需要選擇性打開或者與氣源連接(釬焊工藝可以暴露在空氣中，可以打開；擴(kuò)散焊工藝需要通氮?dú)夂脱鯕猓摎饪诳梢耘c氣源連接)。帶材傳送輪7與電風(fēng)扇8共同構(gòu)成了連接裝置的輔助系統(tǒng)，為帶材連接提供了必要的輔助條件和冷卻方案。

參考附圖，箱體外殼9與加熱平臺(tái)支撐結(jié)構(gòu)10還有隔熱底座共同構(gòu)成了連接裝置必要的機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)，保證了帶材連接的穩(wěn)定性以及可靠性。

在工程實(shí)踐中，ybco超導(dǎo)帶材6置于t字形的豎直銅板中，該銅板有一個(gè)凹槽，該凹槽放聚四氟乙烯片，其可以保護(hù)帶材免受機(jī)械損傷。帶材分別置于左右兩個(gè)傳送輪當(dāng)中，預(yù)設(shè)好帶材連接的焊接溫度，調(diào)整好施加給帶材的壓力，即可將兩根ybco超導(dǎo)帶材連接在一起。當(dāng)順利實(shí)現(xiàn)帶材連接后，借助于步進(jìn)電機(jī)，主動(dòng)輪、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，即可順利將繞制好的帶材繞進(jìn)盤子里。從而快速地將ybco帶材按照最優(yōu)工藝參數(shù)連接在一起。

最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而言，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。