[发明专利]一种用于超导磁铁的加长型bladder气囊电子束焊接工艺

说明书

本发明公开了一种用于超导磁铁的加长型bladder气囊电子束焊接工艺，包括以下步骤：1）下料；2）刻印找正线；3）焊接水接头；4）bladder焊接；5）切割bladder；6）气密性测试；本发明采用卧式装夹固定，便于找正对齐bladder上板和下板，大大降低了焊接找正难度，有助于提高焊接精度，保证焊接质量；通过本工艺制造bladder气囊一次合格率由不足10%提高至99%，大大提高产品的合格率。

技术领域

本发明属于焊接工艺技术领域，具体涉及一种用于超导磁铁的加长型bladder气囊电子束焊接工艺。

背景技术

最新研制的强流重离子加速器装置和低能量强流离子加速器装置都将采用运行于45GHz的世界首台第四代电子回旋共振离子源FECR。为满足装置的高性能需要，中科院近代物理研究所正在进行基于全铌三锡股线复合超导磁体的45GHz高电荷态电子回旋共振离子源的研制，率先在国际上建成首台第四代全超导ECR离子源装置（the Fourthgeneration ECR ion source，简称FECR）该装置将挑战现有铌三锡超导磁体技术的瓶颈和45GHz高功率微波等离子体加热产生高电荷重离子束的极限。

FECR离子源磁体样机的线圈由六个铌三锡六极线圈和两个铌三锡螺线管线圈组成，由于六极线圈采用单根铌三锡超导线绕制而成，线圈经过反应后线圈对应力敏感，因此，在Mirror模型设计中，基于壳基支撑结构，选用源于并发展于LBNL的BladderKey精确预应力装配技术，FRIB超导离子源磁体在室温组装中采用BladderKey预应力施加技术。

Bladder气囊由两片0.3mm厚不锈钢薄板和水接头组成，一般是通过激光焊或电子束焊接而成，气囊总长952mm，最高承受压力为40Mpa，水接头未流出水且Bladder气囊也未发生破裂视为合格。Bladder气囊及其垫板作为一个整体插入到磁体结构中，随着水压的增大，Bladder气囊塑性变形也相应变大。在Bladder气囊作用下，加载键对应位置上会撑开一个间隙，首先将加载键取出并叠放一定厚度的薄垫片，再把有过盈量的加载键插入到磁体结构中，最后Bladder气囊泄压为0。磁体机械结构通过带有过盈量的加载键实现对线圈的室温预紧。

原有Bladder气囊长度约500mm，采用激光焊接制造，产品一次合格率不足10%。此次测试用Bladder气囊长度较以往长1倍，大大增加了焊接工艺难度，现有工艺难以实现焊接，容易出现漏焊，造成泄漏风险。

发明内容

本发明提供了一种用于超导磁铁的加长型bladder气囊电子束焊接工艺，目的在于解决上述技术问题。

为此，本发明采用如下技术方案：

一种用于超导磁铁的加长型bladder气囊电子束焊接工艺，包括以下步骤：

1）下料：选择板面平整，无翘曲变形的不锈钢板，使用激光切割下料；

2）刻印找正线：使用激光雕刻在板面上刻印找正线，保证找正线印记清晰，且不穿透不锈钢板；沿长度方向刻印多条找正线，分别为第一横向找正线、第二横向找正线……第N横向找正线；沿宽度方向刻印多条找正线，分别为第一纵向找正线、第二纵向找正线……第N纵向找正线；

第一横向找正线与第二横向找正线、第三横向找正线与第四横向找正线……第（N-1）横向找正线与第N横向找正线之间的距离等于bladder气囊腔室的宽度；

第一纵向找正线与第二纵向找正线、第三纵向找正线与第四纵向找正线……第（N-1）纵向找正线与第N纵向找正线之间的距离等于bladder气囊腔室的长度；

3）焊接水接头：通过电子束焊将水接头焊接于bladder气囊的下板上；