Brevet FR2029789A1 — publié le 19701023

La présente invention se rapporte à un procédé de réalisés tion de joints d'assemblage entre des supraconducteurs stabilisés ainsi qu'aux liaisons réalisées par ce procédé. On connaît des supraconducteurs stabilisés formés de fils supraconducteurs plaqués à l'aide drun métal à conductibilité normale, de préférence du cuivre ou de l'aluminium, ou noyés dans ce métal par formage à froid. les réalisations techniques actuelles limitent la longueur de supraconducteurs stabilisés, suivant le poids par unité de longueur, à 50 à 300 m. Toutefois, comme les enroulements supra conducteurs sont considérablement plus longs (2000 m et plus), il est nécessaire d'assembler entre eux des tronçons supraconducteurs. Cette opération pose des problèmes aussi bien au point de vue électrique qu'au point de vue mécanique.C'est ainsi que, par exemple, la résistance de contact des joints d'assemblage des supraconducteurs doit entre d'un ordre de grandeur de 10-9 ou 10 10fLEn outre, des efforts de trac- tion d'environ 3000 kg doivent etre absorbes Si les résistances de transition sont trop grandes, des échauffements locaux se produisent et ont pour conséquence une plus grande consommation de l'agent comateux de refroidissement.Avec une résistance mécanique trop faible, 11 enroulement ne pourrait pas supporter les contraintes électromagnétiques apparaissant erksErvice. En outre, il faut tenir compte du fait que lors de ltétablîssement des joints dtassechlage entre les supraconducteurs, ceux-ci ne doivent pas entre échauffés au-dessus de 4500C car, sinon, le courant critique, au-delà duquel les propriétés supraconductrices disparaissent, est abaissé. l'invention a, notamment, pour objet de créer entre les supraconducteurs stabilisés des liaisons qui satisfont aux exigences précitées tant au point de vue électrique qu'au point de vue mécanique. A cet effet, on pratique dans les extrémités des supraconducteurs qui doivent être assemblées des entures à paume, les surfaces d'enture disposées dans le sens longitudinal des conducteurs sont désoxydées, les surfaces d'enture disposées transversalement à l'axe de symétrie longitudinal des supraconducteurs sont décapées à l'acide, les extrémités présentant les entures sont superposées et assemblées mécaniquement et les interstices des joints d'assemblage sont soudés au faisceau électronique. les liaisons obtenues de cette manière se caractérisent par une haute résistance mécanique et par de très faibles résistances de contact. Suivant une variante de mise en oeuvre du procédé de l'invention, les supraconducteurs dans lesquels les entures ne sont pas encore pratiquées, sont plongées dans un agent de décapage et la profondeur d'immersion correspond au moins à la longueur qui sépare les extrémités des supraconducteurs et les fentes pratique à une distance prédéterminée de celles-ci. D'autres caractéristiques et avantages de la présente in vention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé et donnant à titre explicatif mais nullement limitatif plusieurs formes de réalisation conformes à l'invention. Sur ce dessin - la figure 1 représente les extrémités de deux supraconducteurs à assembler ; - la figure 2 représente un supraconducteur plongé dans un agent corrosif la - la figure 3 montre la superposition de deux extrémités de conducteur comportant une enture ; et - la figure 4 représente un joint fini. la figure 1 représente en i l'extrémité d'un premier supraconducteur stabilisé et en 1' l'extrémité d'un second conducteur du même type. Dans le cuivre représenté en 2, 2', sont noyés des fils supraconducteurs 3, 3'. Pour assembler entre eux les su praconducteurs, on pratique tout d'abord à une distance prédéterminée des extrémités 1, 5' des entailles 4, 4t qui stétendent sen siblement sur la moitié de l'épaisseur des conducteurs Comme on le voit sur la figure 2, l'extrémité de l'un des supraconducteurs est plongée dans un agent de décapage qui se trouve dans un récipient 10 et dont le niveau est indiqué en 8.Pour le décapage, on utilise de préférence, une solution d'acide fluorhydrique dilué, composée d'une partie d'acide fluorhydrique et de deux parties d'eau. Dans ce cas, un tempe de décapage de 30 minutes suffit pour des fils supraconducteurs 3' d'un diamètre de 0,6 mm environ, attaqués aux emplacements 5, 5' jusqu'à une profondeur de l'ordre de 0,4 ou 0,5 mm. De cette manière, on évite que le joint de soudure ultérieur réalisé au faisceau électronique fasse fondre les fils supraconducteurs, ce qui se traduirait par la production d'un alliage insuffisamment conducteur. Sur la figure 3, les extrémités entaillées d'une enture des deux supraconducteurs sont superposées. Au préalablet les surfaces des entures s'étendant en direction longitudinale ont été désoxydées. Cette opération peut s'effectuer mécaniquement, chimiquement ou par ultra-sons. Enfin, des éléments insérés supraconducteurs 6 supplémentaires, par exemple, en alliage niobium-étain, peuvent être prévus. Sur la figure 4, des rivets 7, qui sont insérés dans des trous appropriés,servent à assurer l'assemblage mécanique des supraconducteurs. Si lson connaît les efforts électromagnétiques à prévoir, il est facile de déterminer le nombre des rivets nécessaires et, par conséquent, la longueur des entures. Des joints de soudure 8, d'une épaisseur de l'ordre de 0,5 mm, réalisés au faisceau électronique, obturent les interstices résiduels. Le décapage à l'acide des supraconducteurs est destiné à éviter la formation d'un alliage médiocrement conducteur qui pourrait se produire lors du soudage. les interstices présents suivant la direction longitudinale des conducteurs sont également obturés par soudage au faisceau électronique pour maintenir les joints exempts d'oxyde et d'eau. le procédé selon l'invention de décapage de l'extrémité des supraconducteurs avant la formation de l'enture a l'avantage que l'application délicate de l'agent de décapage sur la surface des entures perpendiculaire à l'axe de symétrie longitudinal des supraconducteurs peut être supprimée et les- fils supraconducteurs, qui lors de l'élimination ultérieure des parties hachurées da figure t, doivent etre éventuellement fraisés, ne peuvent pas Qtre endommagés par corrosion par inadvertance. il va de soi que la présente invention a été décrite ci-dessus à titre d'exemple préférentiel explicatif, mais nullement limitatif, et que l'on pourra introduire toute équivalence dans ses éléments constitutifs sans sortir de son cadre défini par les revendications annexées. - REVENDICATIONS - 1. Procédé de formation de joints d'assemblage entre les supraconducteurs stabilisés, caractérisé par le fait qu'on pratique des entures à paume dans les extrémités à assembler (1,1') des supraconducteurs (2,3 ; 2',3t), on désoxyde les surfaces d'enture orientées dans le sens longitudinal des conducteurs (2?3 2',3'), on décape à l'acide les surfaces d'enture transversales à l'axe de symétrie longitudinal des supraconducteurs (2,3 ; 2',3') et on-superpose et on assemble mécaniquement les extrémités présentant une enture. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on pratique tout d'abord des entailles (4,4') à une distance prédéterminée des extrémités (i,i') des conducteurs et on élimine le métal conducteur correspondant à la profondeur des entailles jusqu'aux extrémités (1,1') des conducteurs. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces d'enture orientées dans le sens de la longueur des supraconducteurs (2,3 ; 2',3') sont débarrassées de leurs couches d'oxyde mécaniquement, chimiquement ou au moyen d'ultrasons. 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les surfaces d'enture transversales à l'axe de symétrie longitudinal des supraconducteurs (2,3 ; 2',3') sont décapées à l'acide fluorhydrique. 5. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les supraconducteurs sont plongés avant formation des entures dans un agent de décapage, la profondeur d'immersion correspondant au moins à la longueur qui sépare les extrémités des conducteurs (i,i') des entailles (4,4') pratiquées à une distance prédéterminée desdites extrémités. 6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que les supraconducteurs sont plongés dans une solution d'acide fluorhydrique dilué composée, par exemple, dtune partie d'acide fluorhydrique et de deux parties d'eau. 7. Procédé suivant l'une des revendications 5 et 6, caractérisé par le fait que les supraconducteurs (3,3') sont attaqués aux extrémités (1, i') des fils et sur les surfaces des entailles jusqutà une profondeur prédéterminée, par exemple de 0,4 mm. 8. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que les supraconducteurs sont plongés dans l'agent de décapage pendant un temps prédéterminé, par exemple de 30 minutes 9. Procédé suivant la revendication 5, caractérise par le fait qu'avant d'exécuter la soudure au faisceau électronique, on réalise des canaux reliant entre elles et avec ltespace extérieur les cavités formées (5) par décapage. 10. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 9, carac- térisé par le fait que les zones d'aboutement sont recouvertesd'une feuille de métal, après quoi on exécute la soudure au faisceau électronique puis on élimine les parties résiduelles de la feuille métallique avec la protubérance formée par la soudure. 11. Procédé suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que les extrémités dessupraconducteurs (2,3 ; 2',3t) présentant une enture sont superposées et assemblées à l'aide de rivets. 12. Joints d'assemblage entre des supraconducteurs stabilisés, réalisés par le procédé suivant la revendication 1. 13. Joints d'assemblage suivant la revendication 6, caractérisés par le fait qu'entre les surfaces des entures des supraconducteurs (2,3 ; 2t,31) orientées dans le sens de la longueur sont disposés des éléments rapportés supraconducteurs (6).