张之荣， 吕刚， 鲁翠萍， 修磊， 吴欢， 徐明园

（1.合肥学院先进制造工程学院，合肥230601；2.中国科学院等离子体物理研究所，合肥230031）

0 引 言

中国聚变工程实验堆（China Fusion Engineering Testing Reactor,CFETR）是我国大力发展的下一代托卡马克装置[1-2]，它是在学习国际热核聚变实验堆（International Thermonuclear Experimental Reactor，ITER）结构设计的基础上，并结合东方超环（Experimental Advanced Superconducting Tokamak，EAST）多年设计制造经验完成的。其目的是弥补ITER与DEMO之间所存在的一系列关键技术问题，为我国日后独立自主研制聚变商用示范堆打下一定基础[3-6]。

磁体系统是CFETR重要组成部分之一，其主要组成部分有：环向场（Toroidal Field，TF）磁体系统、极向场（Poloidal Field，PF）磁体系统以及中心螺管（Central Solenoid，CS）磁体系统等[7-9]。其中，PF磁体系统主要由8个线圈（DC1与DC2，PF1～PF6）组成，每一个线圈都是由多个管内电缆导体绕制的双饼绕组组成，而氦进管又是双饼绕组中关键部件之一。图1为CFETR PF双饼线圈，它是通过焊接的方式与双饼绕组内侧预加工的液氦孔相连，其主要作用是向导体内部引入超临界氦，使超导缆降至工作温度4.2 K[10-12]。在磁体正式运行过程中，由于大电流和强磁场的作用，PF磁体将受到强大的循环电磁载荷。而对于具有不规则焊缝的氦进管而言，能否在此工况下安全稳定工作，直接影响PF磁体的工作性能。因此，有必要对其低温疲劳性能进行试验研究。目前，针对超导体焊接件的低温疲劳性能的研究也有不少，其中大部分都是在样件关键位置提取材料后制作标准试样，并通过小型的低温疲劳拉伸机对其进行测试，再通过理论公式推导和软件模拟分析计算完成对样件整体疲劳性能的评估[13-15]。……