ITER校正场线圈采购包超导接头制造工艺通过认证

ITER校正场线圈采购包超导接头制造工艺通过认证

_{文：张爽爽、王琳 /图：王琳}

  1月27日，ITER校正场线圈采购包（CC采购包）超导接头认证样件在ITER组织指定的SULTAN实验室完成了电学性能测试。在12kA、2.5T背场、1000次电磁循环之后，测得电阻值为2.3nΩ，满足合同（PA）规定的（2-5nΩ）要求，标志着采购包超导接头制造工艺通过ITER国际组织（IO）的认证。

  超导接头是大型超导磁体以及相关馈线系统中的重要部件，其性能直接影响磁体的运行。对于低温环境来说，超导接头是一个非常大的热负荷来源，主要作用是起到超导母线的低电阻连接，因此超导接头必须满足在液氦工作条件下接头总电阻低至纳欧量级，此外超导接头还必须满足交流损耗低，工艺性能好、机械强度高等要求。

  按照要求，为降低CC线圈超导接头整体热负荷，必须将接头内直流电阻控制在2-5 nΩ范围内，同时必须将接头内部超导缆的空隙率降低至25%±3%以内，以保证液氦通道的顺畅，防止超导缆工作环境温度的增加而导致电阻的增加。而由于CC接头的电流传输面尺寸是ITER所有超导接头中最小的，这就使得CC接头的直流电阻值最难以控制。为模拟真实的工作环境，CC超导接头SULTAN样件采用了不同于其他磁体接头“拱手”型设计的“握手型”，并且在样品最底端增加U型盒，这使得样件的横截面更为复杂，对样件的加工和装配提出了极其严格的要求。

  为摸索超导接头的制造工艺，采购包项目组开展了多次预研样品的试制及测试方案的设计。先后开发了机械去镍挂锡工艺和反电镀去镍镀银工艺，其中反电镀去镍镀银工艺由于其去镍均匀以及去镍区域能得到精准控制而被ITER其他磁体所借鉴。根据ITER PA的要求，采购包制造了专门的接头认证测试样件，并于2016年1月送往瑞士SULTAN实验室进行测试，最终测试结果显示接头内电阻值为2.3nΩ，完全满足要求。

  CC超导接头是ITER磁体中体积最小的，也是首个在SULTAN实验室完成认证测试并且达到要求的超导接头，为装置内超导接头的制造提供了大量可借鉴经验。在认证过程中，采购包项目组与聚能、科烨公司通力合作，不断创新，克服一个又一个难题，积累了重要经验，培养了一支敢于挑战和奋斗的团队。