Brevet FR2649529A1 — publié le 19910111

Conducteur supraconducteur à brins multiples transposés à canaux internes de refroidissement, et son procédé de fabrication La présente invention concerne un conducteur supraconducteur à brins- multiples transposés avec canaux internes S de refroidissement. -On a déjà fabriqué des conducteurs supraconducteurs à brins multiples transposés de section droite rectangulaire ou trapézoidale, présentant une bonne cohésion mécanique, permettant leur manipulation et notamment leur cintrage sur chant, nécessaires notamment dans le cas de leur utilisation dans la fabrication de bobinage d'aimants, etc...en étamant l'ensemble des brins assemblés avec transposition dans un bain d'étain ou d'alliage d'étain. Mais leur refroidissement par un fluide cryogénique est difficile dès que leur section droite devient importante, car ce fluide ne peut venir en contact qu'avec la surface externe du conducteur supraconducteur, et il apparaît un gradient de température importante entre la surface et le coeur de ce dernier. On ne peut donc les former que par assemblage d'un nombre réduit de brins, afin de maintenir un refroidissement acceptable. La présente invention a pour but de procurer un conducteur supraconducteur à brins multiples transposés présentant une bonne cohésion mécanique, facilement manipulable même avec un nombre important de brins, mais bien refroidissable par un fluide cryogénique, et un procédé simple de fabrication d'un tel conducteur supraconducteur. Le conducteur supraconducteur selon l'invention est caractérisé en ce qu'il se compose d'une première fraction de brins préalablement étamés et d'une fraction complémentaire de brins non préalablement étamés, les brins de la première fraction et de la fraction complémentaire étant régulièrement alternés, et maintenus en un ensemble cohérent après leur assemblage avec transposition, par chauffage assurant la fusion de la couche d'étain des brins étamée, puis la solidification de l'étain provenant de cette couche, assurant des adhérences sensiblement ponctuelles entre les brins préalablement étamés, mais laissant subsister à l'intérieur 2- du conducteur supraconducteur des canaux pour la circulation d'un fluide réfrigérant. Il comporte de préférence une moitié de brins préalablement étamés. Le procédé de fabrication selon l'invention est caractérisé en ce que l'on étame individuellement une fraction, et de préférence la moitié, des brins destinés à former le conducteur. supraconducteur, en ce que l'on assemble avec transposition les brins étamés et les brins non étamés en une structure o ils sont 0 régulièrement alternés, en ce que l'on soumet la structure ainsi formée à un chauffage assurant la fusion de la couche d'étain des brins étamés, puis en ce que l'on laisse l'ensemble faire prise par refroidissement en une structure munie de canaux délimités par des brins préalablement étamés et des brins non préalablement étames. L'on étame la première fraction des brins de préférence de manière qu'ils soient recouverts d'une couche d'étain ou d'alliage d'étain de quelques microns, de sorte qu'après fusion de l'étain il subsiste entre les brins des canaux. Il est décrit ci-après à titre d'exemple et en référence aux figures schématiques de dessin annexé, un conducteur supraconducteur selon l'invention et son procédé de fabrication. La figure 1 représente en perspective à échelle agrandie une fraction d'un conducteur supraconducteur avant traitement thermique de fusion de la couche d'étain des brins étamés. La figure 2 représente en élévation la surface interne du supraconducteur, après ce traitement thermique. Les figures 3 et 4 représentent en perspective une ligne d'étamage de brins individuels et une ligne d'assemblage des brins en un supraconducteur, suivi de l'agglomération par fusion de la couche d'étain. Dans la figure 1, le supraconducteur comprend des brins préalablement étamés 1, 3, 5, 7, 9 recouverts d'une couche d'étain ou d'alliage d'étain de quelques microns, et des brins nus non étamés 2, 4, 6, 8, 10, l'énsemble des brins étant assemblé avec - 3- transposition de' manière qu'un brin étamé soit disposé dans chaque couche entre deux brins nus et réciproquement. On voit que lors du traitement thermique ultérieur la couche d'étain des brins préalablement étamés va fondre et réunir ponctuellement ces brins, en laissant subsister entre les brins étamés et non étamés des canaux tels que 11, 12. Après refroidissement et solidification de l'étain, tous les brins seront solidarisés, en laissant subsister entre eux des canaux tels que 11, 12. Le supraconducteur ainsi formé présentera la cohésion ' requise pour ses manipulations ultérieures, notamment des cintrages sur chant, tout en comportant des canaux permettant le passage d'un fluide cryogénique de refroidissement. La partie droite 13 de la figure 2 représente schématiquement les points 14 de collage entre eux des brins du câble, et sa partie gauche 15 la disposition des brins transposés. La figure 3 représente la ligne d'étamage des brins individuels. Le brin supraconducteur issu d'un dérouleur 16 passe dans un bac de décapage 17, puis dans un bain d'étamage 18, o il se recouvre d'une couche d'étain de quelques microns. Il passe de là dans un poste de refroidissement 19 puis, tiré par un poste de traction 20, est envoyé à un touret de conditionnement 21. Dans la figure 4, les brins supraconducteurs étamés et non étamés issus d'un tourniquet 22, passent dans un organe d'assemblage avec transposition appelé "tête de Turc" 23. Le conducteur supraconducteur formé, tiré par un poste de traction 24, se rend au bain de décapage 25. A la sortie de ce bain, il traverse le four 26 dans lequel il est chauffé à une température supérieure à la température de fusion de l'étain, ce qui amène l'étain des brins étamés à diffuser partiellement vers les brins étamés et non étamés adjacents et dans les interstices entre brins. A la sortie du four, le supraconducteur passe dans une "tête de Turc" de calibrage et de refroidissement 27, puis, tiré par un poste de traction 28, se rend au touret de conditionnement 29. -4- Revendications 1/ Conducteur supraconducteur à brins multiples transposés avec canaux internes de refroidissement, caractérisé en se qu'il se compose d'une première fraction de brins préalablement étamés (1, 3, 5, 7, 9, etc...) et d'une fraction complémentaire de brins non préalablement étamés (2, 4, 6, 8, 10, etc...), les brins de la première fraction et de la fraction complémentaire étant régulièrement alternés, et maintenus en un ensemble cohérent après leur assemblage avec transposition, par chauffage assurant la fusion de la couche d'étain des brins étamés, puis la solidification de l'étain provenant de cette couche, assurant des adhérences sensiblement ponctuelles entre les brins préalablement étamés, mais laissant subsister à l'intérieur du conducteur supraconducteur des canaux (11, 12, etc...) pour la circulation d'un fluide réfrigérant. 2/ Conducteur supraconducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la moitié des brins est préalablement étamee. 3/ Procédé de fabrication d'un conducteur supraconducteur selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on étame individuellement (18) une fraction des brins destinés à former le conducteur supraconducteur, en ce que l'on assemble avec transposition (22, 23) les brins étamés et les brins non étamés en une structure o ils sont régulièrement alternés, en ce que l'on soumet la structure ainsi formée à un chauffage (26) assurant la fusion de la couche d'étain des brins étamés, puis en ce que l'on laisse l'ensemble faire prise par refroidissement (27) en une structure munie de canaux (11, 12) délimités par des brins préalablement étamés et des brins non préalablement étamés. 4/ Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on étame la première fraction des brins de manière qu'ils soient recouverts d'une couche d'étain de quelques microns, de sorte qu'après fusion de l'étain il subsiste entre les brins des canaux.. ,