一种钇系高温超导带材的焊接方法技术

本发明专利技术涉及一种钇系高温超导带材的焊接方法，用两段钇系高温超导短带固定于一段需焊接的钇系高温超导长带的两侧边形成铺展平面区域；用焊锡加热方式将钎料平整铺展到铺展平面区域上形成搭接区域；将另一段钇系高温超导长带搭接于所述超导长带的搭接区域上，使得两段超导长带具有重叠部分；分别对两段超导短带的搭接区域上的钎料加热，通过钎料自身传热使两段超导长带重叠部分之间的钎料熔化，熔化后润湿铺展，使得两段超导长带通过重叠部分之间的钎料焊接在一起，最后通过加热拔离两段超导短带，完成焊接；本方法可不直接对需焊接的高温超导带材加热，加热时间短，保证其超导性能不受钎焊时的高温影响，可操作性强，不易产生虚焊，且成品率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于超导电工
，特别涉及。
技术介绍
超导带材具有载流能力超强、没有热损耗等诸多优点，可广泛应用于电力待业中以提高设备性能。根据材质和加工工艺的不同，目前高温超导带材主要分为钇系超导带材与铋系超导带材两种。钇系超导带材做为新一代的高温超导带材(即二代超导带材)，相比于一代铋系高温超导带材有更好的电性能和机械性能。目前带材的生产已经实现产业化，并在很多实际工程项目中得到一定的应用。 钇系超导带材产品一般是100 m或200 m的单位长度，在实际应用中需要进行连接。对于钇系高温超导带材的连接，主要是采用软钎焊的方式，现有焊接方法以Superpower公司的方法为主，其工作原理如下 1.将需焊接的二代高温超导带材表面擦拭干净； 2.一般商业焊料(如40Pb-60Sn)和铟都可被采用； 3.在二代超导带材的超导面涂上焊料； 4.将一段二代超导带材的超导面轻压在另一段二代超导带材的超导面上，然后适度加热，使得钎料熔化； 5.焊接温度不能高于250°C，特别是长时间处理的情况下(几个小时)，以防止对超导性能退化。该焊接方法存在的问题是对于钇系高温超导带材而言，一面是超导面，另一面是基带面。采用传统软钎焊方法进行焊接时，实现的是超导面与超导面的焊接，其焊接热量是通过基带面传导至超导面，进而传导至超导面夹层中的钎料上，实现钎料的熔化及润湿铺展。而钇系超导带材的基带是不锈钢材料，导热性差。传统热传导需要长时间加热才能使足够的热量传导至钎料使其熔化。而钇系高温超导带材中的超导层是一种铜氧化物的晶格结构，其化学式为YBa2Cu3Ohit5它的超导性质与X值(氧含量)有很大关系，只有满足 X^O. 5的材料在临界温度下才有超导性。如果在焊接过程中热量过高，或者加热时间过长，会导致YBCO晶格结构中的氧原子计量减小，从而严重影响其超导性能。因此，目前在焊接钇系高温超导带材时，需要严格控制其加热温度(<250°C)，而且因为不锈钢材料导热性差避免不了长时间加热(几个小时)。这样一方面，过低的温度可能导致钎料不能完全熔化，产生虚焊等，影响焊接接头性能；另一方面对超导带材长时间加热很可能影响带材的超导性能。
技术实现思路
为了解决焊接钇系高温超导带材的上述工程技术难题，本专利技术提供了一种间接加热的软钎焊方法，实现短时间加热(几分钟)完成钇系高温超导带材的焊接，保证带材超导性能不受影响，同时焊接接头性能良好，焊接电阻低，成品率高。本专利技术的技术方案是 ，其特征在于步骤如下 步骤I，用两段钇系高温超导短带固定于一段需焊接的钇系高温超导长带的两侧边，两段钇系高温超导短带和钇系高温超导长带形成铺展平面区域； 步骤2，用焊锡加热方式将钎料平整铺展到所述铺展平面区域上形成搭接区域； 步骤3，将另一段需焊接的钇系高温超导长带搭接于所述钇系高温超导长带的搭接区域上，使得所述两段钇系高温超导长带具有重叠部分；步骤4，分别对两段钇系高温超导短带的搭接区域上的钎料加热，通过钎料自身传热使两段钇系高温超导长带重叠部分之间的钎料熔化，两段钇系高温超导长带重叠部分之间的钎料熔化后润湿铺展，使得两段钇系高温超导长带通过重叠部分之间的钎料焊接在一起；步骤5，加热两段钇系高温超导短带与两段钇系高温超导长带之间的钎料，将两段钇系 高温超导短带拨离，使两段钇系高温超导长带之间的钎料凝固，完成超导带材焊接。通过该焊接方法焊接后得到的两段钇系高温超导长带的接头电阻低于2X10—7Ω。在步骤3中，采用定型夹具把两段钇系高温超导长带固定，并保持一定的压力；这里也可以采用其他加压方式进行固定加压，不采用定型夹具进行固定加压。所述定型夹具固定两段钇系高温超导长带的压力的大小在I MPa — 20 MPa之间。所述步骤4和步骤5中，使用电铬铁进行加热，或者其他加热方式(例如电吹风)。本专利技术的有益效果如下 1.本方法通过间接加热的方式，电铬铁不直接接触需焊接的超导带材，且加热时间短，不会影响带材超导性能； 2.焊接接头性能良好，无虚焊，带材焊接接头电阻低； 3.采用间接加热方式，对焊接温度没有特别要求，同时保证焊接加热对带材超导性能无影响； 4.对焊料没有特别要求； 5.通过定型夹具或其他加压方式起定型作用，有效防止超导带材焊件在钎料熔化时发生位移。具体实施例方式，其步骤如下 步骤1，用两段钇系高温超导短带或者焊接性能相当的材料固定于一段需焊接的钇系高温超导长带的两侧边，两段钇系高温超导短带和钇系高温超导长带形成铺展平面区域；步骤2，用焊锡加热的方式(或者其他快速加热的方式)将钎料平整铺展到所述铺展平面区域上形成搭接区域； 步骤3，将另一段需焊接的钇系高温超导长带搭接于所述钇系高温超导长带的搭接区域上，使得所述两段钇系高温超导长带具有重叠部分，并使用定型夹具把两段钇系高温超导长带固定，并保持一定的压力；所述定型夹具固定两段钇系高温超导长带的压力的大小在I MPa — 20 MPa之间；这里也可以采用其他加压方式进行固定加压，不采用定型夹具进行固定加压。步骤4，用电铬铁分别对两段钇系高温超导短带的搭接区域上的钎料加热，通过钎料自身传热使两段钇系高温超导长带重叠部分之间的钎料熔化，两段钇系高温超导长带重叠部分之间的钎料熔化后润湿铺展，使得两段钇系高温超导长带通过重叠部分之间的钎料焊接在一起； 步骤5，用电铬铁加热两段钇系高温超导短带与两段钇系高温超导长带之间的钎料，将两段钇系高温超导短带拨离，使两段钇系高温超导长带之间的钎料凝固，完成超导带材焊接。 通过该焊接方法焊接后得到的两段钇系高温超导长带的接头电阻低于2X10—7Ω。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钇系高温超导带材的焊接方法，其特征在于步骤如下：步骤1，用两段钇系高温超导短带固定于一段需焊接的钇系高温超导长带的两侧边，两段钇系高温超导短带和钇系高温超导长带形成铺展平面区域；步骤2，用焊锡加热方式将钎料平整铺展到所述铺展平面区域上形成搭接区域；步骤3，将另一段需焊接的钇系高温超导长带搭接于所述钇系高温超导长带的搭接区域上，使得所述两段钇系高温超导长带具有重叠部分；步骤4，分别对两段钇系高温超导短带的搭接区域上的钎料加热，通过钎料自身传热使两段钇系高温超导长带重叠部分之间的钎料熔化，两段钇系高温超导长带重叠部分之间的钎料熔化后润湿铺展，使得两段钇系高温超导长带通过重叠部分之间的钎料焊接在一起；步骤5，加热两段钇系高温超导短带与两段钇系高温超导长带之间的钎料，将两段钇系高温超导短带拨离，使两段钇系高温超导长带之间的钎料凝固，完成超导带材焊接。

【技术特征摘要】
1.一种钇系高温超导带材的焊接方法，其特征在于步骤如下 步骤I，用两段钇系高温超导短带固定于一段需焊接的钇系高温超导长带的两侧边，两段钇系高温超导短带和钇系高温超导长带形成铺展平面区域； 步骤2，用焊锡加热方式将钎料平整铺展到所述铺展平面区域上形成搭接区域； 步骤3，将另一段需焊接的钇系高温超导长带搭接于所述钇系高温超导长带的搭接区域上，使得所述两段钇系高温超导长带具有重叠部分；步骤4，分别对两段钇系高温超导短带的搭接区域上的钎料加热，通过钎料自身传热使两段钇系高温超导长带重叠部分之间的钎料熔化，两段钇系高温超导长带重叠部分之间的钎料熔化后润湿铺展，使得两段钇系高...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋煜东，杨烨，宋晓卫，张敏，冯玲，王立闻，况明伟，吴建东，
申请(专利权)人：中国东方电气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：