CN111037159A - 一种超导缆铠甲对接焊温度控制装置及对接焊工艺 - Google Patents

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任睿
马兆龙
朱孝东
沈旭
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Abstract

本发明公开了一种超导缆铠甲对接焊温度控制装置及对接焊工艺，装置包括分别包裹在相邻不锈钢管外的两个无氧铜水套，不锈钢管与无氧铜水套的搭接处设有温度传感器，温度传感器与温控系统信号相接，无氧铜水套内设有冷却液，两个无氧铜水套之间构成冷却液流速可调的冷却回路，温控系统根据温度传感器所传来的相邻不锈钢管间焊缝焊接温度增减幅度，对冷却回路的冷却液流速进行调整；对接焊工艺包括将两个无氧铜水套分别包裹在相邻的不锈钢管外等步骤。本发明结构简单，使用方便，在不破坏低温超导缆特性的前提下，实现铠甲的快速焊接成型，能有效满足铠装超导电缆的制造要求。

Description

一种超导缆铠甲对接焊温度控制装置及对接焊工艺
技术领域
本发明涉及核聚变装置制造技术领，具体涉及一种超导缆铠甲对接焊温度控制装置及对接焊工艺。
背景技术
用于磁约束聚变装置中的多匝校正场线圈，作用是补偿装置中的磁场误差，因此对每匝线圈都有很高的低温、超导要求。铠装超导电缆是线圈的重要组成部分，如图1所示，是将低温超导缆a（例如NbTi或者Nb3Sn低温超导缆）通过多级绞缆然后穿入不锈钢管1（即铠甲，例如SS316LN不锈钢管）中压制成型的。由于不锈钢管的长度限制，几百米的低温超导缆需要依次穿入多根不锈钢管中，之后再对各不锈钢管之间的缝隙进行焊接，在焊接过程中对焊接温度的控制以保护低温超导缆的性能至关重要。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够在焊接不锈钢管时，能够有效保护超导缆性能的超导缆铠甲对接焊温度控制装置及对接焊工艺。
一种超导缆铠甲对接焊温度控制装置，包括分别包裹在相邻不锈钢管外的两个无氧铜水套，不锈钢管与无氧铜水套的搭接处设有温度传感器，温度传感器与温控系统信号相接，无氧铜水套内设有冷却液，两个无氧铜水套之间构成冷却液流速可调的冷却回路，温控系统根据温度传感器所传来的相邻不锈钢管间焊缝焊接温度增减幅度，对冷却回路的冷却液流速进行调整。
一种超导缆铠甲对接焊工艺，使用上述超导缆铠甲对接焊温度控制装置对焊接温度进行控制，包括以下步骤：
（1）、将两个无氧铜水套分别包裹在相邻的不锈钢管外；
（2）、将温度传感器放置在各不锈钢管与无氧铜水套的搭接处；
（3）、温控系统检测温度传感器所传递的相邻不锈钢管间焊缝温度；
（4）、温控系统根据所检测到的焊缝温度增减幅度，调整冷却回路的冷却液流速；
（5）、焊缝温度达到设定值后，关闭并拆除上述温度控制装置。
本发明结构简单，使用方便，能够有效对超导缆铠甲（不锈钢钢管）的对接焊温度进行控制，在不破坏低温超导缆特性的前提下，实现铠甲的快速焊接成型，能有效满足铠装超导电缆的制造要求。
采用本发明所述的快速成型方法，不仅能够使铠装超导电缆满足制造要求，而且所采用的装置可多次重复使用，具有效率高的优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参见图1，本发明提供的一种超导缆铠甲对接焊温度控制装置，包括分别包裹在相邻不锈钢管1外的两个无氧铜水套2，不锈钢管1与无氧铜水套2的搭接处设有温度传感器3，温度传感器3与温控系统4信号相接，无氧铜水套2内设有冷却液，两个无氧铜水套2之间构成冷却液流速可调的冷却回路5，温控系统4根据温度传感器3所传来的相邻不锈钢管1间焊缝焊接温度增减幅度，对冷却回路5的冷却液流速进行调整。
一种超导缆铠甲对接焊工艺，使用上述超导缆铠甲对接焊温度控制装置对焊接温度进行控制，包括以下步骤：
（1）、将两个无氧铜水套2分别包裹在相邻的不锈钢管1外；
（2）、将温度传感器3放置在各不锈钢管1与无氧铜水套2的搭接处；
（3）、温控系统4检测温度传感器3所传递的相邻不锈钢管1间焊缝温度；
（4）、温控系统4根据所检测到的焊缝温度增减幅度，调整冷却回路5的冷却液流速（增加温度越高，流速越快；反之亦然）；
（5）、焊缝温度达到设定值后（通常为60℃），关闭并拆除上述温度控制装置。
实施例1
作为对上述实施方式的进一步优化说明：
冷却回路5包括水箱51，水箱51与两个无氧铜水套2之间通过管道相接，管道上设有水泵52，水泵52外接变频电机53，变频电机53的输入电流大小与温度传感器3所传来相邻不锈钢管1间焊缝温度增减幅度成正比。
使用时，先向水箱51里注满去离子水，焊接温度通过温度传感器3传递到温控系统4，温度增加高时，变频电机53的输入电流越大，水的流速就越快，温度散热就越快，温度增加低时，变频电机53的输入电流减小，水的流速变慢，从而起到精确降低焊缝周围温度的目的。
实施例2
作为对上述实施方式的进一步优化说明：
水箱51与无氧铜水套2之间的管道上还设有散热片组件54。目的在于，可加快散热速度。
实施例3
作为对上述实施方式的进一步优化说明：
无氧铜水套2套口处距离不锈钢管1焊缝的长度至少为30mm。目的在于，即不影响温度传感器3的安装与检测，又能保证无氧铜水套2的冷却效果。
实施例4
作为对上述实施方式的进一步优化说明：
温度传感器3均布设置在不锈钢管1与无氧铜水套2的搭接处，包括进行传感工作的温度传感器，以及进行监控工作的温度传感器。目的在于，采用均布布置方式，能够准确检测到焊缝温度，采用监控型的温度传感器，能够进一步确保进行传感工作的温度传感器所传递的温度信息准确，提高冷却回路5动作的准确性及稳定性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种超导缆铠甲对接焊温度控制装置，其特征在于：包括分别包裹在相邻不锈钢管外的两个无氧铜水套，不锈钢管与无氧铜水套的搭接处设有温度传感器，温度传感器与温控系统信号相接，无氧铜水套内设有冷却液，两个无氧铜水套之间构成冷却液流速可调的冷却回路，温控系统根据温度传感器所传来的相邻不锈钢管间焊缝焊接温度增减幅度，对冷却回路的冷却液流速进行调整。
2.根据权利要求1所述的超导缆铠甲对接焊温度控制装置，其特征在于：所述冷却回路包括水箱，水箱与两个无氧铜水套之间通过管道相接，管道上设有水泵，水泵外接变频电机，变频电机的输入电流大小与温度传感器所传来相邻不锈钢管间焊缝温度增减幅度成正比。
3.根据权利要求1或2所述的超导缆铠甲对接焊温度控制装置，其特征在于：所述水箱与无氧铜水套之间的管道上还设有散热片组件。
4.根据权利要求1或2所述的超导缆铠甲对接焊温度控制装置，其特征在于：所述无氧铜水套套口处距离不锈钢管焊缝的长度至少为30mm。
5.根据权利要求1或2所述的超导缆铠甲对接焊温度控制装置，其特征在于：所述温度传感器均布设置在不锈钢管与无氧铜水套的搭接处，包括进行传感工作的温度传感器，以及进行监控工作的温度传感器。
6.一种超导缆铠甲对接焊工艺，使用如权利要求1-6所述超导缆铠甲对接焊温度控制装置对焊接温度进行控制，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、将两个无氧铜水套分别包裹在相邻的不锈钢管外；
（2）、将温度传感器放置在各不锈钢管与无氧铜水套的搭接处；
（3）、温控系统检测温度传感器所传递的相邻不锈钢管间焊缝温度；
（4）、温控系统根据所检测到的焊缝温度增减幅度，调整冷却回路的冷却液流速；
（5）、焊缝温度达到设定值后，关闭并拆除上述温度控制装置。
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