Электронно-лучевая пушка

 

1. ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ПУШКА, содержащая прожектор и магнитную систему , о т. л ич а ющ а я ся. тем, что,, с целью расширения технологических возможностей за счет получения нескольких электронных пучков из одного пучка, магнитная система выполнена в виде по крайней мере двух соленоидов с магнитными экранами, при чем продольные оси соленоидов состав.ляют с осью пучка до входа в соленоид угол 90-170°. 2. Пушка по п. 1, отличающаяся тем, что соленоиды вьтолнены с возможностью перемещения относительно прожектора пушки. (Л с двух и более зон термического воздействия луча сканирует по обрабатьшаемой поверхности. Однако при сканировании луча, вопервых , наблюдается егю расфокусирово ка, во-вторых, поле растра при сканировании довольно ограничено. Ф Целью изобретения является расширение технологических возможностей электронной пушки. Указанная цель достигается тем, что в электронно-лучевой пушке, содержащей прожектор и магнитную систему , последняя выполнена в виде по .крайней мере двух соленоидов с маг- . .нитными экранами, причем продольные оси соленоидов составляют с осью пучка до входа в соленоид угол 90-170 .

СОО8 СОВЕТСКИХ

tglWhN

РЕСПУЬЛИК

61640, А1

0% (18 (31)3 H 01 J 37 Об

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНЮ

К AЕТО сному сеидати Мтеу

Г0СУДЮСТВЕнный Комитет

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ДРИ ПЕТ ССа

1 (21 ) 33021 89/1ф-21 (22) 17.06.81 (46) 15.06.90. Бюл. К 22 (72) Б.А.Снедков, В.Ф.Резниченко, А.М.Веригин, Г.Г.Комиссаров и П.В.Невский (53) 621.3.032 (088.8) (56) Шутов Б.А., Ерохин А.А. Опыт сварки разнородных металлов двумя электронными лучами. "Автоматическая сварка"," Р 1, 1972, с. 71-72..

Рыжков Ф.Н. "Исследование техноло-гических особенностей процесса сварки в вакууме колеблющимся электронным пучком". Диссертация на соиска" йие ученой степени к.т.н., Воронежс-: кий политехнический. институт, Воронеж, 1968.

Изобретение относится к области сварки, испарения и обработки электронным лучом, а также к области ускорительной техники.

Известны электронно.-лучевые установки, использующие две и более электронные пушки при проведении техно логического процесса.

Однако использование нескольких электронных пушек резко удорожает установку как за; счет увеличения числа пушек, так и за счет соответствующего увеличения. источников питания и пультов управления, а в.ряде случаев и вакуумных коммуникаций.

Известно также устройство, содержащее прожектор и магнитную систему.

В этом устройстве магнитная система . выполнена в виде отклоняющей катушки,с помощью которой для создания

2 (54) (57) 1 . ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ПУШКА, содержащая прожектор и магнитную систему, отличающаяся тем, что,. с целью расширения технологических возможностей за счет получения нескольких электронных пучков из од ного пучка, магнитная система выполнена в виде по крайней мере двух соленоидов с магнитными экранами, причем продольные оси соленоидов состав.— ляют с осью пучка до входа в соленоид угол 90-170

2. Пушка по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что соленоиды выполнены с возможностью перемещения относительно прожектора пушки. двух и более зон термического воздействия луча сканирует по обрабатываемой поверхности.

Однако при сканировании луча, вопервых, наблюдается его расйокусировка, во-вторых, поле растра при сканировании довольно ограничено.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей электронной пушки.

Укаэанная цель достигается тем, что в электронно-лучевой пушке, содержащей прожектор и магнитную систему, последняя выполнена в виде по .крайней мере двух соленоидов с маг. нитными экранами, причем продольные оси соленоидов составляют с осью пучо ка до входа в соленоид угол 90-170

1061640

Кроме того, соленоиды могут быть выполнены с возможностью перемещения относительно прожектора пушки.

На чертеже схематически изображена электронно-лучевая пушка, содержащая два соленоида (с магнитными экранами), установленных под углом о(= 90 к геометрической оси пушки, где l катод пушки, 2 — прикатодный (управляющий) электрод, 3 — анод, 4 — магнитный экран, 5 — соленоид, 6— электронный луч.

Пучок электронов 6, сформированный и ускоренный электростатическим каскадом, после анода 3 попадает в продольное магнитное поле, образованной соленоидом 5, испытывает отклонение и "засасывается". внутрь соленоида 5.

Причем каждый электрон движется по спиральной траектории, а электронный поток в целом движется вдоль оси соленоида.. Продольная составляющая скорости электронного потока в зоне действия продольного магнитного поля оп— ределяется при прочих равных условиях углом с между осью пушки перед отклонением и осью пучка после отклонения (совпадающей с продольной осью соленоида).

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что из одного луча, инжектируемого прбжектором пушки, за счет соленоидов образуется несколько лучей по числу соленоидов из-за

"захватывания" магнитным полем каждого соленоида соответствующей части электронов пучка.

Экран 4 препятствует действию магнитного поля соленоида на соответствующие элементы прожектора и электронный пучок. до его,попадания в тракт соленоида.

Параметры продольного магнитного поля, определяющие технические характеристики соленоидов и магнитных экранов, выбираются в зависимости от типа (конструкции ) пушки, от ускоряющего напряжения, от расположения соленоидов относительно прожектора пуш.ки и оси пучка и т.д.

После прохождения соленоида пучок может либо фокусироваться на мишень фокусирующей катушкой, либо пройти еще один каскад ускорения. Возможно и объединение фокусирующей катушки с

5 соленоидом за счет неравномерной намотки витков для получения поперечной составляющей магнитного поля.

С целью регулировки некоторых параметров электронного луча, в частности ere пространственного расположения при проведении технологического процесса, угол д(можно варьировать, если соленоиды сделать подвижными относительно пушки.

Угол o(составляет 90-!70. . При угле менее 90 соленоид будет не

"втягивать, а отталкивать пучок, в результате чего размножение пучка не произойдет. При угле

2р более 170 начинают существенно увеличиваться размеры устройства, поскольку соленоиды располагаются в этом случае соответственно на большем удалении от пушки.

25 Соленоидами не обязательно осуществлять полный токоотбор пучка, tt tl часть пучка может не захватываться соленоидами, проходить мимо них и либо попадать в цилиндр Фарадея, либо производить термическое воздействие на обрабатываемую деталь.

Макет устройства с двумя соленоидами был опробован на термокатодной пушке с ленточным танталовым като35 дом площадью 2 2 мм и толщиной

0 15 мм, ускоряющим напряжением

50 кВ, током эмиссии 5 — 25 мА, Напряженность магнитного поля от каждого соленоида составляла около 5 10 гс, 40 угол o(устанавливался в диапазоне

93-115, мишенью служили цилиндры Фарадея.

Цилиндры Фарадея регистрировали практически одинаковый ток в обоих

45 пучках, получаемых из исходного, при одинаковых параметрах соленоидов.

При этом эмиссионная способность катода не изменилась после 10 ч эксплуатации и следов эрозии на нем не обнаружено, что объясняется исключением попадания газов и паров в катодный узел пушки.. 106 1 640

Редактор О.Филиппова Техред И,Пиpык . . Корректор Й.Поко

Заказ 2030. Тираж 406 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101