一种用于高温超导电缆的焊接式导电实验夹具及其方法技术

本发明专利技术公开了一种用于高温超导电缆的焊接式导电实验夹具及其方法，包括上部件和下部件；所述上部件和下部件均包括有：通电模块：所述通电模块上带有和拉伸机绝缘拉杆相连的第一通孔，以及和通电电缆相连的第二通孔；焊接模块：所述焊接模块包括焊接板，所述焊接板固定于通电模块上，所述焊接板中部沿其长度方向带有第一凹槽，所述第一凹槽中部还设有沿自身长度方向上设置的圆弧形焊锡槽，所述焊接板一端带有和所述圆弧形焊锡槽连通的第三通孔，通过所述第三通孔，用于向所述圆弧形焊锡槽穿入高温超导电缆试样；所述圆弧形焊锡槽内用于填充焊料。采用本方案，使试样两端采用焊接形式夹持，可避免常规机械夹持造成的端部损伤。可避免常规机械夹持造成的端部损伤。可避免常规机械夹持造成的端部损伤。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高温超导电缆的焊接式导电实验夹具及其方法


[0001]本专利技术涉及高温超导性能测试
，具体涉及一种用于高温超导电缆的焊接式导电实验夹具及其方法。

技术介绍

[0002]高温超导电缆相比于常规铜电缆、低温超导NbTi和Nb3Sn电缆具有更高的载流能力和高场性能，能提供20T以上的磁场满足未来核聚变和大型强磁场装置对高场的需求。但高温超导电缆在绕制多级电缆和制备磁体的过程中，将不可避免的受到拉伸、扭转、弯曲和横向压缩载荷，与此同时装置运行过程中其将受到巨大的电磁力以及其它的机械扰动载荷，这些载荷将对高温超导电缆的机械性能造成退化或破坏，严重时威胁装置的安全稳定性。为此，在研发高性能的高温超导电缆时对其机械性能参数进行测试和评估，特别是拉伸和扭转条件下的机械性能测试与评估，对多级电缆的绞制和磁体的制备具有巨大的参考价值。
[0003]然而，当前常规材料的拉伸和扭转机械性能测试夹具，对试样的结构和形状均有较高的要求，且不能同时满足高温超导电缆在低温下的夹持与通电；同时，常规夹具在超导电缆运行的极低温条件下，极易因与高温超导电缆材料的热收缩系数不同而产生滑移或脱落；此外，当前拉伸设备配备的标准夹具会对电缆夹持部分造成一定的机械损伤，易造成测试困难或结果不精确。当前文献资料中较常用的夹持方式是采用拉伸机的常规夹具钳口对高温超导电缆两端进行夹持，离夹持两端一定距离再安装导电铜接头来实现测试功能，这种方式具有一定的破坏性，低温下载荷较大时两端夹持部分易滑动或脱落，测试安装极不方便，试样长度需更长。现有的其它一些装夹方式也很复杂、操作不便，严重影响试验效率等。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种用于高温超导电缆的焊接式导电实验夹具及其方法，采用本方案，使试样两端采用焊接形式夹持，可避免常规机械夹持造成的端部损伤，确保拉伸或扭转时不会因端部的应力集中而在夹持部位断裂，同时极大的避免了低温下因夹具材料与试样材料的热收缩系数不同造成夹持松动，而导致试验时试样发生滑移或脱落等情况，有效提升了试验的有效性和可靠性。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：一种用于高温超导电缆的焊接式导电实验夹具，包括上部件和下部件；所述上部件和下部件均包括有：通电模块：所述通电模块上带有和拉伸机绝缘拉杆相连的第一通孔，以及和通电电缆相连的第二通孔；焊接模块：所述焊接模块包括焊接板，所述焊接板固定于通电模块上，所述焊接板中部沿其长度方向带有第一凹槽，所述第一凹槽中部还设有沿自身长度方向上设置的圆弧
形焊锡槽，所述焊接板一端带有和所述圆弧形焊锡槽连通的第三通孔，通过所述第三通孔，用于向所述圆弧形焊锡槽穿入高温超导电缆试样；所述圆弧形焊锡槽内用于填充焊料。
[0006]相对于现有技术中，采用拉伸机的常规夹具钳口对高温超导电缆两端进行夹持，离夹持两端一定距离再安装导电铜接头来实现测试功能，这种方式具有一定的破坏性，低温下载荷较大时两端夹持部分易滑动或脱落，测试安装极不方便，试样长度需更长等问题，本方案提供了一种用于高温超导电缆的焊接式导电实验夹具，用以测试高温超导电缆在低温下的拉伸和扭转节距等机械性能参数，从而为高温超导多级电缆、磁体的设计与制造提供可靠的实验依据。其具体方案中，包括有上部件和下部件，上部件和下部件分别设置在高温超导电缆试样的两端，且上下对称设置，上部件和下部件的结构及连接方式均相同，其结构均包括有通电模块和焊接模块，通电模块的上端部分设置有第一通孔和第二通孔，而在下端部分的两侧位置设置三对均布的第六通孔，其中，第一通孔通过销钉和拉伸机定制的绝缘拉杆相连，而第二通孔则将用于和通电电缆连接，从而实现高温超导电缆试样的通电测试。
[0007]焊接模块包括有焊接板，焊接板设置于通电模块的下端位置上，并通过第六通孔实现固定；在焊接板上，沿其长度方向上设有第一凹槽，而在第一凹槽的内部，还设有同方向设置的圆弧形焊锡槽，圆弧形焊锡槽和焊接板一端的第三通孔连通，在具体工作过程中，将高温超导电缆试样的端部从第三通孔处插入到圆弧形焊锡槽内即可，然后向圆弧形焊锡槽内填充焊料，并进行加热，从而将高温超导电缆试样端部固定在焊接板内。
[0008]以上所述，旨在实现：使试样两端采用焊接形式夹持，可避免常规机械夹持造成的端部损伤，确保拉伸或扭转时不会因端部的应力集中而在夹持部位断裂，同时极大的避免了低温下因夹具材料与试样材料的热收缩系数不同造成夹持松动，而导致试验时试样发生滑移或脱落等情况，有效提升了试验的有效性和可靠性。
[0009]进一步优化，所述圆弧形焊锡槽和所述第三通孔同轴设置；用于和高温超导电缆试样进行定位和对中。
[0010]进一步优化，所述第一凹槽内还设有沿自身长度方向上设置的储锡槽，所述圆弧形焊锡槽两侧均设有所述储锡槽；用于接受圆弧形焊锡槽溢出的焊料。
[0011]进一步优化，所述焊接模块还包括挡板，所述第一凹槽贯通所述焊接板另一端，所述焊接板另一端带有用于放置挡板的第二凹槽，所述挡板用于封闭所述第一凹槽的端部；用于防止焊料从焊锡槽流出。
[0012]进一步优化，所述第二凹槽内的带有第一螺纹孔，所述挡板上还带有第四通孔，所述第四通孔和第一螺纹孔之间设有第一螺钉；用于实现可拆卸连接。
[0013]进一步优化，所述焊接模块还包括盖板，所述盖板用于封闭所述第一凹槽顶部；用于封闭第一凹槽顶部，便于试样端部的固定。
[0014]进一步优化，所述第一凹槽内还设有第二螺纹孔，所述盖板上还设有第五通孔，所述第五通孔和第二螺纹孔之间设有第二螺钉；用于实现可拆卸连接。
[0015]进一步优化，所述第三通孔为螺纹通孔，所述第三通孔外侧螺接有螺纹卡头，所述螺纹卡头的中心设有和所述第一凹槽连通的第八通孔；用于适应不同尺寸的高温超导电缆试样。
[0016]进一步优化，所述通电模块上还设有第六通孔，所述焊接板上还设有第七通孔，所
述第六通孔和第七通孔上贯穿设有螺栓；用于实现焊接块的可拆卸连接。
[0017]进一步优化，一种用于高温超导电缆的焊接式导电实验夹具的实验方法，所述方法包括以下步骤：步骤一：获取高温超导电缆试样，并将高温超导电缆试样的两端标记相同长度，并涂抹助焊剂；步骤二：在高温超导电缆试样的两端分别设置上部件和下部件，并将高温超导电缆试样的端部通过第三通孔穿入到圆弧形焊锡槽内；步骤三：使用焊锡材料对圆弧形焊锡槽进行填充，填充完毕后，放入加热台上进行加热，在加热完毕后，等待冷却；步骤四：冷却完毕后，将拉伸机的绝缘拉杆连接于第一通孔上，并将通电电缆连接于第二通孔上；步骤五：然后装好测试相关的引伸计或应变片，电流和电压信号传输线，之后放入低温杜瓦罐中，完成拉伸或扭转测试过程；步骤六：测试完成后，再次放入到加热台进行加热，加热完毕后，取出高温超导电缆试样。
[0018]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1.本专利技术的目的在于提供一种用于高温超导电缆的焊接式导电实验夹具及其方法，试样两端采用焊接形式夹持，可避免常规机械夹持造成的端部损伤，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于高温超导电缆的焊接式导电实验夹具，其特征在于，包括上部件和下部件；所述上部件和下部件均包括有：通电模块：所述通电模块上带有和拉伸机绝缘拉杆相连的第一通孔（1），以及和通电电缆相连的第二通孔（2）；焊接模块：所述焊接模块包括焊接板（4），所述焊接板（4）固定于通电模块上，所述焊接板（4）中部沿其长度方向带有第一凹槽（10），所述第一凹槽（10）中部还设有沿自身长度方向上设置的圆弧形焊锡槽（11），所述焊接板（4）一端带有和所述圆弧形焊锡槽（11）连通的第三通孔（15），通过所述第三通孔（15），用于向所述圆弧形焊锡槽（11）穿入高温超导电缆试样（22）；所述圆弧形焊锡槽（11）内用于填充焊料。2.根据权利要求1所述的一种用于高温超导电缆的焊接式导电实验夹具，其特征在于，所述圆弧形焊锡槽（11）和所述第三通孔（15）同轴设置。3.根据权利要求2所述的一种用于高温超导电缆的焊接式导电实验夹具，其特征在于，所述第一凹槽（10）内还设有沿自身长度方向上设置的储锡槽（12），所述圆弧形焊锡槽（11）两侧均设有所述储锡槽（12）。4.根据权利要求1所述的一种用于高温超导电缆的焊接式导电实验夹具，其特征在于，所述焊接模块还包括挡板（6），所述第一凹槽（10）贯通所述焊接板（4）另一端，所述焊接板（4）另一端带有用于放置挡板（6）的第二凹槽（8），所述挡板（6）用于封闭所述第一凹槽（10）的端部。5.根据权利要求4所述的一种用于高温超导电缆的焊接式导电实验夹具，其特征在于，所述第二凹槽（8）内的带有第一螺纹孔（9），所述挡板（6）上还带有第四通孔（17），所述第四通孔（17）和第一螺纹孔（9）之间设有第一螺钉（21）。6.根据权利要求4所述的一种用于高温超导电缆的焊接式导电实验夹具，其特征在于，所述焊接模块还包括盖板（...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖小强，陈辉，李鹏远，韩石磊，左佳欣，张腾，魏海鸿，
申请(专利权)人：核工业西南物理研究院，
类型：发明
国别省市：