超導帶材焊接裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種超導帶材焊接裝置，包括下壓板和可上下移動的上壓板，下壓板包括下壓板本體和第一突出部，第一突出部上設有第一收容槽，上壓板包括上壓板本體和第二突出部，第二突出部上設有第二收容槽，第一收容槽和第二收容槽對齊設置；上壓板本體中和/或下壓板本體中設有分別位于焊接區(qū)域上下兩側或其中一側的加熱元件，加熱元件與溫控系統(tǒng)相連接，上壓板本體中和下壓板本體中還開設有分別位于焊接區(qū)域上下兩側的氣孔，氣孔與冷卻裝置相連接。該超導帶材焊接裝置能夠將兩根待焊接的超導帶材精確地上下疊合在一起，從而大大提高搭接精度；另外，通過溫控系統(tǒng)來控制加熱元件的發(fā)熱溫度，以精確控制焊接溫度，通過氣孔可實現(xiàn)焊接后的快速冷卻，從而保證焊接質量。
【專利說明】
超導帶材焊接裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高溫超導電纜產業(yè)中的制造工裝設備，特別是涉及一種超導帶材焊接裝置。

【背景技術】
[0002]超導帶材具有載流能力強、熱損低或無熱損等諸多優(yōu)點，可廣泛應用于電力傳輸、大型磁鐵和超導電機等領域，如用超導帶材纏繞制成超導電纜。但是，由于實際生產的超導帶材的長度有限，且實際應用過程中的超導帶材的長度又各不相同，故在應用超導帶材時免不了要對超導帶材進行焊接處理。
[0003]目前，傳統(tǒng)的超導帶材的焊接方式一般為操作工人手工焊接，但該種手工焊接方式在控制焊接溫度和搭接精度方面都具有較大的操作難度，而實際應用的超導帶材對焊接溫度和搭接精度都具有較為嚴苛的要求。其中，Bi系帶材的溫度控制一般與其加強層的焊接直接相關，以AMSC公司的超導帶材為例，其焊接溫度要控制在140°C?169°C之間；而釔系高溫超導帶材的焊接溫度要控制在250°C以內，同時考慮到其加強層的因素，實際焊接溫度一般需要低于250°C，且焊接溫度范圍較小，因此采用手工焊接的方式很難保證焊接溫度控制在需要的范圍內，從而降低焊接質量。另外，超導帶材的焊接質量也與焊接過程中的兩根超導帶材之間的緊壓程度密切相關，而手工焊接的方式很難保證兩根超導帶材在焊接過程中的緊壓水平，由此可知，傳功的人工焊接方式存在較多方面的不足之處。
[0004]為此，申請?zhí)枮?00310101459.2的中國發(fā)明專利申請說明書公開了一種超導帶材的焊接裝置，該焊接裝置包括由基座、導軌座、縱向定位滑塊、縱向定位擋柱和寬度方向定位塊構成的定位裝置、由加壓滑塊、加壓桿和加壓塊構成的加壓裝置、以及由加熱棒、溫度傳感器和溫控儀構成的加溫裝置，該焊接裝置能夠實現(xiàn)超導帶材端部快速焊接，且能夠實現(xiàn)焊接溫度的控制，但是，其結構相對復雜，另外其不能很好地保證兩根待焊超導帶材之間的搭接精度，從而影響焊接質量。


【發(fā)明內容】

[0005]鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種結構簡單、且能夠精確控制焊接溫度和搭接精度、可實現(xiàn)快速加熱和快速冷卻的超導帶材焊接裝置。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種超導帶材焊接裝置，包括下壓板和可上下移動的上壓板，所述下壓板包括下壓板本體和從下壓板本體上向上突出的第一突出部，所述第一突出部上設有上下延伸的第一收容槽，所述上壓板包括上壓板本體和從上壓板本體上向下突出的第二突出部，所述第二突出部上設有上下延伸的第二收容槽，所述第一收容槽和第二收容槽均用于收容超導帶材、且第一收容槽和第二收容槽對齊設置，所述下壓板本體上開設有與第二突出部相適配的導向槽；所述下壓板本體、第一突出部、上壓板本體和第二突出部之間形成一焊接區(qū)域，所述上壓板本體中和/或下壓板本體中設有分別位于焊接區(qū)域上下兩側或其中一側的加熱元件，所述加熱元件與一溫控系統(tǒng)相連接，所述上壓板本體中和下壓板本體中還開設有分別位于焊接區(qū)域上下兩側的氣孔，所述氣孔與一冷卻裝置相連接。
[0007]優(yōu)選地，所述第一突出部上還設有一前后延伸的第一取放通道，所述第一收容槽位于第一取放通道的后端、且兩者形成第一卡槽，所述第一取放通道的前端為第一開口 ；所述第二突出部上還設有一前后延伸的第二取放通道，所述第二收容槽位于第二取放通道的后端、且兩者形成第二卡槽，所述第二取放通道的前端為第二開口。
[0008]進一步地，所述上壓板本體的下端面上、以及下壓板本體的上端面上均設有一位于焊接區(qū)域內的壓片，所述壓片由耐高溫且不粘錫的材料制成。
[0009]優(yōu)選地，所述壓片的材料為陶瓷或橡膠或硅膠，且壓片的耐熱溫度不低于250°C。
[0010]進一步地，所述壓片還具有彈性。
[0011]優(yōu)選地，所述壓片的材料為橡膠或硅膠，且壓片的耐熱溫度不低于250°C。
[0012]進一步地，所述第一突出部上鉸接有一位于上壓板本體上方的壓桿，該壓桿中開設有一沿壓桿長度方向延伸的滑槽，所述上壓板本體的上端固定有一連接桿，該連接桿上端置于滑槽中、且與壓桿鉸接。
[0013]優(yōu)選地,所述加熱元件為高頻加熱元件。
[0014]優(yōu)選地，所述下壓板本體與第一突出部為一體結構，上壓板本體與第二突出部也為一體結構。
[0015]如上所述，本發(fā)明涉及的超導帶材焊接裝置，具有以下有益效果:
[0016]該超導帶材焊接裝置中分別通過第一收容槽和第二收容槽來固定兩根待焊接的超導帶材，上壓板可上下移動，在焊接時，上壓板下移，緊壓在下壓板上，由于第一收容槽和第二收容槽為相互對齊設置，故兩根待焊接的超導帶材可精確地上下疊合在一起，從而大大提高搭接精度；另外，通過溫控系統(tǒng)來控制加熱元件的發(fā)熱溫度，以精確控制焊接溫度，通過氣孔可實現(xiàn)焊接后的快速冷卻，從而保證焊接質量。進一步地，該超導帶材焊接裝置整體結構簡單緊湊，方便加工制造，且制造成本較低，從而便于其推廣應用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
[0018]圖2為圖1中下壓板的A-A向剖視圖。
[0019]圖3為圖1中上壓板的B-B向剖視圖。
[0020]元件標號說明
[0021]I下壓板
[0022]11下壓板本體
[0023]12第一突出部
[0024]13第一收容槽
[0025]14導向槽
[0026]15第一取放通道
[0027]16第一開口
[0028]2上壓板
[0029]21上壓板本體
[0030]22第二突出部
[0031]23第二收容槽
[0032]24第二取放通道
[0033]25第二開口
[0034]3焊接區(qū)域
[0035]4壓片
[0036]6壓桿
[0037]61滑槽
[0038]7連接桿
[0039]8加熱元件
[0040]9氣孔
[0041]10超導帶材

【具體實施方式】
[0042]以下由特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點及功效。
[0043]須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調整，在不影響本發(fā)明所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本發(fā)明所揭示的技術內容得能涵蓋的范圍內。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發(fā)明可實施的范疇。
[0044]本發(fā)明提供一種超導帶材焊接裝置，用于將兩根超導帶材10焊接在一起。如圖1至圖3所示，該超導帶材焊接裝置包括固定不動的下壓板I和可上下移動的上壓板2，所述下壓板I包括下壓板本體11和從下壓板本體11上向上突出的第一突出部12，所述第一突出部12上設有上下延伸的第一收容槽13，所述上壓板2包括上壓板本體21和從上壓板本體21上向下突出的第二突出部22，所述第二突出部22上設有上下延伸的第二收容槽23，所述第一收容槽13和第二收容槽23均用于收容超導帶材10、且第一收容槽13和第二收容槽23對齊設置，所述下壓板本體11上開設有與第二突出部22相適配的導向槽14 ;所述下壓板本體11、第一突出部12、上壓板本體21和第二突出部22之間形成一焊接區(qū)域3，所述上壓板本體21中和/或下壓板本體11中設有分別位于焊接區(qū)域3上下兩側或其中一側的加熱元件8，所述加熱元件8與一溫控系統(tǒng)相連接，即僅上壓板本體21中設有位于焊接區(qū)域3上側的加熱元件8 ;或僅下壓板本體11中設有位于焊接區(qū)域3下側的加熱元件8 ;或上壓板本體21中設有位于焊接區(qū)域3上側的加熱元件8、且下壓板本體11中設有位于焊接區(qū)域3下側的加熱元件8 ;所述上壓板本體21中和下壓板本體11中還開設有分別位于焊接區(qū)域3上下兩側的氣孔9，所述氣孔9有多個，且所述氣孔9與一冷卻裝置相連接。
[0045]本發(fā)明涉及的超導帶材焊接裝置中，所述第一收容槽13和第二收容槽23為上下、前后對齊設置，且兩者左右并排設置，即從該焊接裝置的側面來看，所述第一收容槽13的豎直中心軸線與第二收容槽23的豎直中心軸線相重合，另外，所述第一收容槽13的寬度dl與被收容在第一收容槽13中的超導帶材10的寬度相等，第二收容槽23的寬度d2與被收容在第二收容槽23中的超導帶材10的寬度也相等，這樣將超導帶材10放入第一收容槽13和第二收容槽23中后，在上壓板2的上下移動過程中，超導帶材10不會發(fā)生前后偏移，以提聞焊接質量。
[0046]在焊接時，先將上壓板2上移，使上壓板2的下端面與下壓板I的上端面相脫離，操作工人將需要焊接連接的兩根超導帶材10端部經(jīng)過上錫后分別放入第一收容槽13和第二收容槽23中，且將上錫的超導帶材10的端部置于焊接區(qū)域3內，如圖1所示，即放置在第一收容槽13中的超導帶材10的右端上錫，且該端置于焊接區(qū)域3內；而放置在第二收容槽23中的超導帶材10的左端上錫，且該端置于焊接區(qū)域3內；放置完成后，兩根超導帶材10上下對齊疊放在一起。上壓板2下移，由于第一收容槽13和第二收容槽23為上下對齊設置、且第二收容槽23中的超導帶材10在初始狀態(tài)下位于第二收容槽23的下端，故上壓板2下移后兩根待焊接的超導帶材10可精確地上下疊合在一起，兩者之間不會發(fā)生前后錯位，以保證兩根超導帶材10之間的焊接面積，從而大大提高搭接精度。同時，在上壓板2的下移過程中，上壓板2的第二突出部22會伸入下壓板本體11上的導向槽14內，該導向槽14 一方面是為了給第二突出部22提供一下移空間，另一方面通過導向槽14和第二突出部22的相互配合可保證上壓板2下移的平穩(wěn)性，進一步提高搭接精度。焊接時，接通電源，所述溫控系統(tǒng)用于控制輸入給加熱元件8的電流，從而控制加熱元件8的發(fā)熱溫度，即控制焊接溫度；加熱元件8發(fā)熱，使兩根超導帶材10端部的錫受熱熔化，從而完成兩根超導帶材10的焊接。焊接結束后，開啟冷卻裝置，則冷卻裝置將冷卻介質通過氣孔9通入兩根超導帶材10的焊接點處，以對焊接點進行快速冷卻，從而保證焊接質量；所述冷卻介質可以為冷卻氣體，也可以為冷卻液體。冷卻結束后，抬起上壓板2，將超導帶材10取出即可。
[0047]本實施例中，所述加熱元件8為高頻加熱元件，以提高加熱效率和加熱速度，且能耗低，有利于節(jié)能環(huán)保；另外，所述下壓板I和上壓板2由非金屬材料制成，或者，至少用于固定加熱元件8的下壓板本體11和上壓板本體21由非金屬材料制成。所述下壓板本體11與第一突出部12為一體結構，上壓板本體21與第二突出部22也為一體結構，以進一步地簡化該焊接裝置的整體結構，使該焊接裝置方便加工制造、制造成本較低，從而便于其推廣應用。
[0048]優(yōu)選地，如圖2和圖3所示，為了便于將超導帶材10放入第一突出部12和第二突出部22中，所述第一突出部12上還設有一前后延伸的第一取放通道15，所述第一收容槽13位于第一取放通道15的后端、且兩者形成第一卡槽，所述第一取放通道15的前端為第一開口 16 ;所述第二突出部22上還設有一前后延伸的第二取放通道24，所述第二收容槽23位于第二取放通道24的后端、且兩者形成第二卡槽，所述第二取放通道24的前端為第二開口 25 ;所述第一取放通道15的前端向前延伸至第一突出部12的前表面處，所述第二取放通道24的前端也向前延伸至第二突出部22的前表面處。在將超導帶材10放入下壓板I中時，可依次通過第一開口 16、第一取放通道15將超導帶材10放入第一收容槽13中；在將超導帶材10放入上壓板2中時，可依次通過第二開口 25、第二取放通道24將超導帶材10放入第二收容槽23中。本實施例中，所述第一收容槽13的上端向上延伸至第一取放通道15的后端處，第二收容槽23的下端向下延伸至第二取放通道24的后端處。故在焊接完成后，將上壓板2向上抬起，即可將焊接在一起的兩根超導帶材10從第一卡槽和第二卡槽中取出。
[0049]進一步地，見圖1，所述第一突出部12上鉸接有一位于上壓板本體21上方的壓桿6，該壓桿6中開設有一沿壓桿6長度方向延伸的滑槽61，所述上壓板本體21的上端固定有一連接桿7，該連接桿7上端置于滑槽61中、且與壓桿6鉸接，所述連接桿7的上端可沿滑槽61來回滑動，故通過抬起或下壓壓桿6可上移或下移上壓板2，操作非常方便。且在焊接過程中，通過壓住壓桿6來壓住上壓板2，從而提供對超導帶材10的壓緊力。
[0050]進一步地，如圖1所示，所述上壓板本體21的下端面上、以及下壓板本體11的上端面上均設有一位于焊接區(qū)域3內的壓片4，所述壓片4由耐高溫且不粘錫的材料制成，在焊接區(qū)域3內，待焊接的超導帶材10與壓片4相接觸，由于壓片4由耐高溫且不粘錫的材料制成，故焊接完成后，超導帶材10不會和壓片4焊接在一起，從而防止超導帶材10與焊接裝置焊接在一起，以便于超導帶材10的取出。優(yōu)選地，所述壓片4的材料為陶瓷或橡膠或硅膠，且壓片4的耐熱溫度不低于250°C。
[0051]進一步地，為了保證壓片4對超導帶材10的壓緊力，所述壓片4還具有彈性，此時，壓片4的材料為橡膠或硅膠，且壓片4的耐熱溫度不低于250°C，故在焊接過程中，通過下壓上壓板2，可保證壓片4對超導帶材10的壓緊力，使兩根超導帶材10在焊接過程中可靠地壓緊在一起，以保證焊接質量。
[0052]綜上所述，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術中的種種缺點而具高度產業(yè)利用價值。
[0053]上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術領域】中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發(fā)明的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種超導帶材焊接裝置，其特征在于:包括下壓板(I)和可上下移動的上壓板(2)，所述下壓板(I)包括下壓板本體(11)和從下壓板本體(11)上向上突出的第一突出部(12)，所述第一突出部(12)上設有上下延伸的第一收容槽(13)，所述上壓板(2)包括上壓板本體(21)和從上壓板本體(21)上向下突出的第二突出部(22)，所述第二突出部(22)上設有上下延伸的第二收容槽(23)，所述第一收容槽(13)和第二收容槽(23)均用于收容超導帶材(10)、且第一收容槽(13)和第二收容槽(23)對齊設置，所述下壓板本體(11)上開設有與第二突出部(22)相適配的導向槽(14);所述下壓板本體(11)、第一突出部(12)、上壓板本體(21)和第二突出部(22)之間形成一焊接區(qū)域(3)，所述上壓板本體(21)中和/或下壓板本體(11)中設有分別位于焊接區(qū)域(3)上下兩側或其中一側的加熱元件(8)，所述加熱元件(8)與一溫控系統(tǒng)相連接，所述上壓板本體(21)中和下壓板本體(11)中還開設有分別位于焊接區(qū)域(3)上下兩側的氣孔(9)，所述氣孔(9)與一冷卻裝置相連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的超導帶材焊接裝置，其特征在于:所述第一突出部(12)上還設有一前后延伸的第一取放通道(15)，所述第一收容槽(13)位于第一取放通道(15)的后端、且兩者形成第一卡槽，所述第一取放通道(15)的前端為第一開口(16);所述第二突出部(22)上還設有一前后延伸的第二取放通道(24)，所述第二收容槽(23)位于第二取放通道(24)的后端、且兩者形成第二卡槽，所述第二取放通道(24)的前端為第二開口(25)。
3.根據(jù)權利要求1所述的超導帶材焊接裝置，其特征在于:所述上壓板本體(21)的下端面上、以及下壓板本體(11)的上端面上均設有一位于焊接區(qū)域(3)內的壓片(4)，所述壓片(4)由耐高溫且不粘錫的材料制成。
4.根據(jù)權利要求3所述的超導帶材焊接裝置，其特征在于:所述壓片(4)的材料為陶瓷或橡膠或硅膠，且壓片(4)的耐熱溫度不低于250°C。
5.根據(jù)權利要求3所述的超導帶材焊接裝置，其特征在于:所述壓片(4)還具有彈性。
6.根據(jù)權利要求5所述的超導帶材焊接裝置，其特征在于:所述壓片(4)的材料為橡膠或硅膠，且壓片(4)的耐熱溫度不低于250°C。
7.根據(jù)權利要求1所述的超導帶材焊接裝置，其特征在于:所述第一突出部(12)上鉸接有一位于上壓板本體(21)上方的壓桿￠)，該壓桿￠)中開設有一沿壓桿(6)長度方向延伸的滑槽(61)，所述上壓板本體(21)的上端固定有一連接桿(7)，該連接桿(7)上端置于滑槽￠1)中、且與壓桿(6)鉸接。
8.根據(jù)權利要求1所述的超導帶材焊接裝置，其特征在于:所述加熱元件(8)為高頻加熱元件。
9.根據(jù)權利要求1所述的超導帶材焊接裝置，其特征在于:所述下壓板本體(11)與第一突出部(12)為一體結構，上壓板本體(21)與第二突出部(22)也為一體結構。
【文檔編號】B23K31/02GK104175030SQ201410401430
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月14日 優(yōu)先權日:2014年8月14日
【發(fā)明者】韓云武, 宗曦華, 張智勇, 張喜澤, 張大義, 湯濤, 田祥, 喻志廣, 陸小虹 申請人:上海電纜研究所