一種用於超導接頭盒內部的銦焊工裝及其方法與流程
2024-02-15 00:39:15
本發明涉及大型熱核聚變裝置或其它大型電磁裝置的超導磁體和供電饋線領域，主要涉及一種用於超導接頭盒內部的銦焊工裝及其方法。
背景技術：
：
熱核聚變將為人類提供取之不盡的清潔能源，國際熱核聚變試驗堆（ITER）計劃將在未來十年內建成。超導接頭作為連接：供電饋線各部分，饋線與磁體的重要部件，擔任著連接電流與冷卻迴路的重要作用。傳統的接頭盒加工工藝都是採用盒體內部，超導纜分別錫焊，壓接完成後加熱再次錫焊。這種工藝缺點有兩個：1.不同工位的錫焊加熱是錫料會進入到超導纜內部，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纜上包繞的絕緣材料產生不利影響。
為了解決上述兩點缺點，並根據純銦的低溫低電阻和與不同材料的高粘合性能，使用銦作為介質實現超導纜和接頭盒的冷連接。
技術實現要素：
：
本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種用於超導接頭盒內部的銦焊工裝及其方法，可以均勻控制接頭盒內部圓弧銅面銦焊的厚度。
本發明是通過以下技術方案實現的：
一種用於超導接頭盒內部的銦焊工裝，其特徵在於：包括有待銦焊的銅底板與不鏽鋼複合材料的超導接頭盒、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，所述凹槽兩側的銅底板上放置有與其配合的超導接頭盒，所述銅底板與超導接頭盒組成的凹腔內放置有與其配合的凸模，所述支撐板的兩側分布有用於壓緊的壓板組件。
所述的凸模兩側分別設有用於儲存過量的銦的長槽。
所述的凸模兩端分別設有用於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，且通過其兩側的壓接螺栓固定在支撐板兩側的固定孔中，
所述的支撐板兩側分別分布有溫度計固定孔，所述溫度計固定孔內放置與固定用於監控工裝與接頭盒溫度的溫度計。
所述的溫度計固定孔位於加熱板上方的支撐板側面上。
所述的用於超導接頭盒內部的銦焊工裝及其方法，其特徵在於：具體步驟如下：
（1）預銦焊：通過加熱板加熱超導接頭盒到186-200℃，使用助焊劑均勻塗抹接頭盒銅底內部待銦焊面，去除超導接頭盒底部銅面的氧化層，然後放置部分銦片在待銦焊表面繼續塗抹確保待銦焊面均覆蓋一層銦層。
（2）銦焊：繼續加入大量銦片，直至溶液高度達到超導接頭盒與接頭盒銅底板的結合面高度，使用凸模擠壓銦溶液，5分鐘左右後停止加熱，使用壓板組件壓緊凸模，待冷卻至室溫後拆除；之後去除凸模凹槽內多餘的銦料，使用丙酮清洗銦焊面的氧化層與助焊劑，完成後測量銦焊厚度是否達到設計厚度D。
本發明的優點是：
1.結果可檢測：銦焊厚度與質量容易檢測；
2.操作簡單，可重複操作；
3.銦焊表面易於清理，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.最大的優點是方便下步的超導纜與接頭盒的壓接，壓接後不需要加熱就能實現可靠連接。
附圖說明：
圖1是本發明中凸模位置示意圖。
圖2是本發明中加熱壓接工裝組裝結構示意圖。
圖3為本發明凸模的結構示意圖。
具體實施方式：
參見附圖。
一種用於超導接頭盒內部的銦焊工裝，包括有待銦焊的銅底板與不鏽鋼複合材料的超導接頭盒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，所述凹槽兩側的銅底板3上放置有與其配合的超導接頭盒2，所述銅底板3與超導接頭盒2組成的凹腔內放置有與其配合的凸模1，所述支撐板6的兩側分布有用於壓緊的壓板組件。
所述的凸模1兩側分別設有用於儲存過量的銦的長槽。
所述的凸模1兩端分別設有用於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，且通過其兩側的壓接螺栓8固定在支撐板兩側的固定孔中。
所述的支撐板6兩側分別分布有溫度計固定孔7，所述溫度計固定孔7內放置與固定用於監控工裝與接頭盒溫度的溫度計。
所述的溫度計固定孔7位於加熱板上方的支撐板側面上。
所述的凸模1的目的一是靠凸模與接頭盒之間的凸凹特徵保證均勻間隙，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，使間隙不會發生變化。使用凸模與接頭盒之間的凸凹模特徵限定銦焊厚度，預銦焊保證銅底氧化層全部去除，銦與銅底有一個可靠的結合面，過量的銦液面高度能保證不會引入二次氧化。凸模的凹槽設計又能收集容納過量的銦料。
所述的用於超導接頭盒內部的銦焊工裝及其方法，其特徵在於：具體步驟如下：
（1）預銦焊：通過加熱板加熱超導接頭盒到186-200℃，使用助焊劑均勻塗抹接頭盒銅底內部待銦焊面，去除超導接頭盒底部銅面的氧化層，然後放置部分銦片在待銦焊表面繼續塗抹確保待銦焊面均覆蓋一層銦層。
（2）銦焊：繼續加入大量銦片，直至溶液高度達到超導接頭盒與接頭盒銅底板的結合面高度，使用凸模擠壓銦溶液，5分鐘左右後停止加熱，使用壓板組件壓緊凸模，待冷卻至室溫後拆除；之後去除凸模凹槽內多餘的銦料，使用丙酮清洗銦焊面的氧化層與助焊劑，完成後測量銦焊厚度是否達到設計厚度D。