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真空電子束焊設(shè)備-電子槍
標簽: 電子束電子槍
2014-07-19  閱讀

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  所有電子束焊設(shè)備系統(tǒng),都由如圖10-129所示的部分組成,只是各類型的細節(jié)有所不同。此系統(tǒng)包括槍、可控電源、真空室、真空、操作和控制機構(gòu)工作臺。
真空電子束焊設(shè)備-電子槍
  
  1.電子槍
  
  電子槍是電子束焊裝置z*重要的組件。從原理上來說,電子槍實質(zhì)上是一個能夠加速和一定程度聚焦的電子光學系統(tǒng),主要由兩部分組成:①產(chǎn)生電子束的部件,即陰極和有關(guān)加熱附件;②形成場的部件,這些部件使從陰極發(fā)射出的電子形成所需要的電子束形狀。


  
  圖10-129電子束焊機方塊圖
  
  陰極可以是自熱式,也可借轟擊間接加熱,可制成發(fā)針或棒狀。通常根據(jù)所需的性能和操作環(huán)境來設(shè)計各種電子發(fā)射器。電子束焊機通常用鎢和鉭陰極,也有加入硼化鑭的。
  
  評定電子束發(fā)射器材料的標準是它的逸出功,即是產(chǎn)生自由電子所必須克服的勢能壘。表10-78列出了某些重要發(fā)射材料的逸出功值。利用強度足夠大的電場,可以聚集所有可能利用的電子,在溫度T的飽和電流密度為
真空電子束焊設(shè)備-電子槍
  
  實際設(shè)計電子槍所用電流通常小于它的飽和電流。飽和電流指的是為操作所限制的空間電荷。這種操作方式與陰極的溫度無關(guān)。流過兩平行板間的電流服從齊爾定律(Childs Law)
真空電子束焊設(shè)備-電子槍
  
  式中的D為兩極之間的距離;V為加速電壓。只要導入適當?shù)某?shù),加速電壓的2/3次方實際上對各種形狀電極都是正確的。
  
  雖然上述兩方程可作為電子槍設(shè)計的基本依據(jù),但實際上要設(shè)計出性能優(yōu)異的電子槍是不容易的。只有選擇合適的結(jié)構(gòu)材料,準確確定電子槍的操作環(huán)境,以及所需的電子束形狀,才能設(shè)計出令人滿意的電子束發(fā)生系統(tǒng)。z*重要的是要準確確定電子槍的工作環(huán)境,因為沾污會劇烈影響大多數(shù)陰極材料的電子發(fā)射性質(zhì)。
  
  有各種各樣的電子束發(fā)生系統(tǒng),但目前常用的主要有兩種:皮耳斯( Pierce)型電子槍系統(tǒng)和斯迪格瓦爾(Steiger Wald)型電子槍系統(tǒng)。皮耳斯系統(tǒng)適用直接或間接加熱陰極,而斯迪格瓦爾型系統(tǒng)主要是靠直接加熱供給電子,從系統(tǒng)中發(fā)射出來的電子經(jīng)電磁或靜電透鏡一級或多級聚焦。目前所生產(chǎn)的很多電子槍系統(tǒng)都設(shè)有振蕩偏轉(zhuǎn)裝置,甚至能進行程序控制和使電子束按各種所需軌跡移動。