本發(fā)明涉及大型熱核聚變裝置或其它大型電磁裝置的超導(dǎo)磁體和供電饋線領(lǐng)域,主要涉及一種用于超導(dǎo)接頭盒內(nèi)部的銦焊工裝及其方法。
背景技術(shù):
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熱核聚變將為人類提供取之不盡的清潔能源,國際熱核聚變試驗(yàn)堆(ITER)計劃將在未來十年內(nèi)建成。超導(dǎo)接頭作為連接:供電饋線各部分,饋線與磁體的重要部件,擔(dān)任著連接電流與冷卻回路的重要作用。傳統(tǒng)的接頭盒加工工藝都是采用盒體內(nèi)部,超導(dǎo)纜分別錫焊,壓接完成后加熱再次錫焊。這種工藝缺點(diǎn)有兩個:1.不同工位的錫焊加熱是錫料會進(jìn)入到超導(dǎo)纜內(nèi)部,且無法去除,故孔隙率無法控制;
2.錫焊加熱的高溫會對接頭附件超導(dǎo)纜上包繞的絕緣材料產(chǎn)生不利影響。
為了解決上述兩點(diǎn)缺點(diǎn),并根據(jù)純銦的低溫低電阻和與不同材料的高粘合性能,使用銦作為介質(zhì)實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)纜和接頭盒的冷連接。
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,提供一種用于超導(dǎo)接頭盒內(nèi)部的銦焊工裝及其方法,可以均勻控制接頭盒內(nèi)部圓弧銅面銦焊的厚度。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種用于超導(dǎo)接頭盒內(nèi)部的銦焊工裝,其特征在于:包括有待銦焊的銅底板與不銹鋼復(fù)合材料的超導(dǎo)接頭盒、凸模、加熱壓接工裝,所述加熱壓接工裝包括有支撐板,所述支撐板中部的卡槽內(nèi)放置有加熱板,所述加熱板上放置帶有凹槽的銅底板,所述凹槽兩側(cè)的銅底板上放置有與其配合的超導(dǎo)接頭盒,所述銅底板與超導(dǎo)接頭盒組成的凹腔內(nèi)放置有與其配合的凸模,所述支撐板的兩側(cè)分布有用于壓緊的壓板組件。
所述的凸模兩側(cè)分別設(shè)有用于儲存過量的銦的長槽。
所述的凸模兩端分別設(shè)有用于擋過量的銦流入兩端的密封圈。
所述的壓板組件包括有多個壓板,所述壓板間隔分布在凸模上端面上,且通過其兩側(cè)的壓接螺栓固定在支撐板兩側(cè)的固定孔中,
所述的支撐板兩側(cè)分別分布有溫度計固定孔,所述溫度計固定孔內(nèi)放置與固定用于監(jiān)控工裝與接頭盒溫度的溫度計。
所述的溫度計固定孔位于加熱板上方的支撐板側(cè)面上。
所述的用于超導(dǎo)接頭盒內(nèi)部的銦焊工裝及其方法,其特征在于:具體步驟如下:
(1)預(yù)銦焊:通過加熱板加熱超導(dǎo)接頭盒到186-200℃,使用助焊劑均勻涂抹接頭盒銅底內(nèi)部待銦焊面,去除超導(dǎo)接頭盒底部銅面的氧化層,然后放置部分銦片在待銦焊表面繼續(xù)涂抹確保待銦焊面均覆蓋一層銦層。
(2)銦焊:繼續(xù)加入大量銦片,直至溶液高度達(dá)到超導(dǎo)接頭盒與接頭盒銅底板的結(jié)合面高度,使用凸模擠壓銦溶液,5分鐘左右后停止加熱,使用壓板組件壓緊凸模,待冷卻至室溫后拆除;之后去除凸模凹槽內(nèi)多余的銦料,使用丙酮清洗銦焊面的氧化層與助焊劑,完成后測量銦焊厚度是否達(dá)到設(shè)計厚度D。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1.結(jié)果可檢測:銦焊厚度與質(zhì)量容易檢測;
2.操作簡單,可重復(fù)操作;
3.銦焊表面易于清理,在溫度較高時使用丙酮能快速有效的清洗助焊劑與氧化物。
4.最大的優(yōu)點(diǎn)是方便下步的超導(dǎo)纜與接頭盒的壓接,壓接后不需要加熱就能實(shí)現(xiàn)可靠連接。
附圖說明:
圖1是本發(fā)明中凸模位置示意圖。
圖2是本發(fā)明中加熱壓接工裝組裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明凸模的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式:
參見附圖。
一種用于超導(dǎo)接頭盒內(nèi)部的銦焊工裝,包括有待銦焊的銅底板與不銹鋼復(fù)合材料的超導(dǎo)接頭盒2、凸模1、加熱壓接工裝,加熱壓接工裝包括有支撐板6,所述支撐板6中部的卡槽內(nèi)放置有加熱板5,所述加熱板5上放置帶有凹槽的銅底板3,所述凹槽兩側(cè)的銅底板3上放置有與其配合的超導(dǎo)接頭盒2,所述銅底板3與超導(dǎo)接頭盒2組成的凹腔內(nèi)放置有與其配合的凸模1,所述支撐板6的兩側(cè)分布有用于壓緊的壓板組件。
所述的凸模1兩側(cè)分別設(shè)有用于儲存過量的銦的長槽。
所述的凸模1兩端分別設(shè)有用于擋過量的銦流入兩端的密封圈9。
所述的壓板組件包括有多個壓板4,所述壓板4間隔分布在凸模上端面上,且通過其兩側(cè)的壓接螺栓8固定在支撐板兩側(cè)的固定孔中。
所述的支撐板6兩側(cè)分別分布有溫度計固定孔7,所述溫度計固定孔7內(nèi)放置與固定用于監(jiān)控工裝與接頭盒溫度的溫度計。
所述的溫度計固定孔7位于加熱板上方的支撐板側(cè)面上。
所述的凸模1的目的一是靠凸模與接頭盒之間的凸凹特征保證均勻間隙,二是用端部的密封圈阻擋過量的銦流入兩端,三是兩側(cè)長槽儲存過量的銦。所述的加熱壓接工裝目的一是提供熱量熔化銦料,二是冷卻過程中壓接凸模與接頭盒,使間隙不會發(fā)生變化。使用凸模與接頭盒之間的凸凹模特征限定銦焊厚度,預(yù)銦焊保證銅底氧化層全部去除,銦與銅底有一個可靠的結(jié)合面,過量的銦液面高度能保證不會引入二次氧化。凸模的凹槽設(shè)計又能收集容納過量的銦料。
所述的用于超導(dǎo)接頭盒內(nèi)部的銦焊工裝及其方法,其特征在于:具體步驟如下:
(1)預(yù)銦焊:通過加熱板加熱超導(dǎo)接頭盒到186-200℃,使用助焊劑均勻涂抹接頭盒銅底內(nèi)部待銦焊面,去除超導(dǎo)接頭盒底部銅面的氧化層,然后放置部分銦片在待銦焊表面繼續(xù)涂抹確保待銦焊面均覆蓋一層銦層。
(2)銦焊:繼續(xù)加入大量銦片,直至溶液高度達(dá)到超導(dǎo)接頭盒與接頭盒銅底板的結(jié)合面高度,使用凸模擠壓銦溶液,5分鐘左右后停止加熱,使用壓板組件壓緊凸模,待冷卻至室溫后拆除;之后去除凸模凹槽內(nèi)多余的銦料,使用丙酮清洗銦焊面的氧化層與助焊劑,完成后測量銦焊厚度是否達(dá)到設(shè)計厚度D。