2023年第5期热加工www.mw1950.com62焊接与切割Welding&Cutting超导六极线圈用Bladder电子束焊接工艺研究姚俊杰，王旺林，马文丽兰州科近泰基新技术有限责任公司甘肃兰州730000摘要：为了测试单饼六极线圈低温电磁性能是否达到设计指标，基于铝合金壳层结构，选用Bladder&Key精确预应力装配技术。Bladder在超导六极线圈精确预应力装配中起到至关重要的作用，由于Bladder最高承受压力为40MPa，因此对焊接质量及焊缝强度要求严格。通过对电子束焊接工艺的探索及应用，产品一次合格率提高至99%，最高承受压力满足要求，为超导磁铁在基于预应力施加技术Bladder&Key方面提供了更多选择。关键词：超导；线圈；电子束焊接；Bladder1序言由中国科学院近代物理研究所承担的“十二五”规划重大科技基础设施——强流重离子加速器装置和国家自然科学基金委员会重大科学仪器项目——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。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，并率先在国际上建成首台第四代全超导ECR离子源装置（theFourthgenerationECRionsource，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[1]。FECR超导离子源磁场模型如图1所示。稀有同位素束流装置FRIB离子源磁体截面示意如图2所示。FECR离子源磁体样机的线圈由6个铌三锡六极线圈和2个铌三锡螺线管线圈组成，六极线圈采用单根铌三锡超导线绕制而成。基于单股线的铌三锡超导六极线圈存在绕制难度大、热处理工艺复杂和外形尺寸精度难控制等问题，为保证该线圈的顺利研制，设计了保持全尺六极线圈径向方向尺寸一致、长度方向接近一半减少量的半长度铌三锡六极线圈。而为了测试该单饼六极线圈低温电磁性能是否达到设计指标，基于预应图1FECR超导离子源磁场模型图2FRIB离子源磁体截面示意注：1～6为六级线圈编号，A～F为Bladder编号。2023年第5期热加工www.mw1950.com63焊接与切割Welding&Cutting力施加技术Bladder&Key和铝合金壳层结构，首次提出并设计了Mirror模型（见图3）。Mirror模型在室温装配过程中采用Bladder&Key技术对六极线圈施加预应力[1]。图3Mirror模型的爆炸图图4Bladder结构示意2Bladder结构介绍Bladder由两块0.3mm厚304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，总长952...
