激光加热阴极式电子枪研究

针对目前主流热发射电子枪普遍存在的外加电流产生磁场从而影响热电子的问题,提出了激光加热阴极模式.该加热模式可有效消除磁场的影响,从而提高束流品质及阴极寿命.基于Q60-A电子束设备,通过仿真研究与实验验证,对激光加热阴极及电子运动过程进行系统分析,确定了激光器选型方案和束源部件结构优化方案.结果表明,推荐激光波长为1064 nm,阴极工作温度为2650 K,阴极达到工作温度所需激光功率为377 W,维持阴极工作温度基本稳定的临界功率为160 W,设计优化了新束源部件结构尺寸,当阴阳极间距离18 mm、阳极孔径10 mm、栅极球面半径20 mm时,电子束流品质理想,并通过实验验证了仿真结果的准确性及激光器选型的合理性.本研究为激光加热阴极式电子枪的系统化设计及工程化应用提供了参考依据和有益指导.     

电子束熔丝增材制造大功率电子枪研制

根据电子束熔丝增材制造需求,结合理论计算,利用三维造型软件设计了电子枪结构包括阴极组件、栅极、阳极、聚焦线圈、扫描线圈;利用模拟仿真软件对电子枪结构进行优化,最终得到优化后的电子枪栅极球面直径14 mm、阳极孔径3.5 mm、阳极倾角140°、阴阳极距离10 mm、聚焦线圈匝数1 800匝、磁轭间隙30 mm、线圈内径60 mm、外径150 mm;设计了电子枪聚焦及偏转扫描驱动电路,带载测试聚焦电流最大值可达1.49 A,偏转扫描最大电流可达±1.06 A,扫描频率达2 kHz;对电子枪性能进行测试,最高耐压达到-75 kV,功率达到30 kW,TC4的熔丝增材成形效率达到5.16 kg/h。研制的电子枪结构轻便、束流品质好、成形效率高,适合于用作真空室内动枪。     

焊接电子枪电子束会聚角的研究

在阳极孔的发散作用下,电子束通过阳极孔后形成新的会聚半角γ_0。γ_0角直接影响电子光学系统的成象性能和电子束的穿透能力。本文导出了电子束热初速影响的γ_0角的精确表达式,描述了用直边切割电子束测量γ_0角的实验方法。利用电子计算机计算的结果,研究了内缩阴极电子枪对γ_0角和其它束参量的影响。给出了对这种电子枪的等效处理方法,并提出了以γ_0角为设计基础的电子枪设计新概念,获得了满意的实验结果。     

电磁熔池自动控制激光束焊接工艺及仿真

研究外部施加的磁场对激光束焊接质量的影响,利用计算机模拟的结果进行工艺参数的优化。焊接测试使用功率高达20 k W的激光束,试验证明功率为15 k W的交流磁铁可以在20 mm厚铝的全穿透焊过程中阻止重力下降。对于部分穿透焊接,一个0.5 T的直流磁场足够用于抑制熔池中的对流流动。部分穿透焊接测试使用功率为4 k W的电子束,测试结果显示,相比于参考值,应用交流磁场可以减少10倍的焊接气孔,提高了焊接表面粗糙度。     

宝钛集团装备科技公司自主研制的首台真空电子束熔炼炉首锭出炉

正【本刊讯】9月6日,在江苏泰州某用户生产现场,由宝钛集团装备科技公司自主研制的首台真空电子束熔炼炉(EB炉)首锭出炉,标志着装备科技公司装备设计制造的水平和能力又迈上了新的台阶。在消化吸收进口设备的技术上,宝钛集团装备科技公司大胆自主创新,研发出了国内最大锭型的真空电子束熔炼炉(EB炉)。该设备长约43米,宽约24米,总功率约3520k W,电子束总功率约3150k W(冷枪单枪450k W),最大单锭截面尺寸1560×240mm,重量约13吨,年产能约2000吨。该设备打破了国外技术封锁,实现了产品所有部件的全国产化。核心部件电子枪(冷枪)在研制上取得了突破性进展,其性能和寿命均超过国外进口电子枪,技术能力达到国际领先水平。     

HDSh—1真空电子束焊机

真空电子束焊机的总体结构,包括:高压电源,电子光学系统,真空系统,机械传动及控制部分。真空电子束焊接原理:在真空条件下,电子由电子枪阴极发射出来后,被直流高压电场加速,使电子获得很高的能量,并被静电场与磁场会聚为一束,这种高能电子束,打在焊件上时,便将其能量转换为热能,使焊件熔化,当焊件移动时,形成焊缝。电子光学计算     

电子束焊机用三极电子枪的研究

本文论述在电子束焊机所使用的电子枪,负偏压对电位分布、阴极发射电流密度分布,以及对束流特性的影响,从理论分析和实验结果得知:①当电子枪有足够高的负偏压,可以抑制阴极边缘和侧面发射时,电子枪的静电象差减小,能得到直径较小的静电束腰,再经磁透镜会聚后,得到的束斑直径也小。②在三极电子枪的计算中,不能忽略电子的轴向热初速效应的影响。     

环形束斑冷阴极电子枪的研制及其束流品质优化

电子束熔丝增材制造技术适用于大中型金属构件的高效整体化成形,针对目前用于熔丝增材制造的电子枪存在的诸多缺点,设计了一种环形束斑冷阴极电子枪,建立了三维模型,对束源关键部件结构尺寸进行模拟仿真,当阴极弧面半径100?mm,阳极倾角40°时束流品质最优;根据模拟仿真结果加工制造了电子枪,经测试,其耐压可达-22 kV,最大束流可达1250?mA;选用直径2?mm的TC4焊丝在加速电压-20 kV、束流210?mA、工作台移动速度310?mm/s、送丝速度30?mm/s下进行熔丝实验,获得了良好的表面成形质量.     

ЭЛА60/60型电子束焊机

由苏姆电子显微镜厂生产的功率为13.5瓩的 Y250A 型电子束焊机,由于其功率不足,难以用于自动控制系统,且结构技术陈旧,要求予以改进。巴顿电焊研究所协同该厂研制了新的、功率为60瓩、加速电压为60千伏的60/60型电子束焊机,并准备成批生产。该焊机由电子枪,电源和控制系统组成。     

等离子弧喷涂枪阳极弧根的研究分析

以三维的等离子弧喷涂枪体为研究对象,在阳极弧根直径不变的情况下,计算出阳极弧根与阴极前端距离增大时枪体的功率和熵,可以看出,功率在距离明显增大后几乎不变,而熵有最小值.利用熵在最小时最稳定的原则,在特定的功率下,通过计算阳极弧根位置和直径的不同组合,从几种组合中确定出最可能的阳极弧根位置和直径.     

节能技术在215kA系列电解槽上的应用实践

针对某铝厂215k A电解系列应用外补偿母线技术及新式阴极结构技术对其优化,减少了铝液中水平电流,降低了电解槽的阴极压降,提高了电解槽的稳定性及可操作性。同时,通过电解槽热平衡仿真模拟,设计了保温型内衬结构。运行指标显示与优化前相比,吨铝直流电耗降低828k W·h,电流效率提升1.9个百分点,为企业带来了巨大的经济效益。     

大功率电子枪的新型LaB6阴极

轰击式LaB6阴极是一种电子枪的新型阴极,它不仅具有良好的电子光学系统结构,而且电子发射能力强大,对大功率电子枪的研制和开发具有重要意义。论述了新型轰击式LaB6阴极的工作原理、研究的意义、阴极材料的选择,并完成了轰击式阴极的设计和计算,设计完成了轰击式LaB6阴极的试验装置。通过试验得到,该轰击式LaB6阴极在阴极温度为1843K时具有最大发射电流450mA,其发射电流密度为3．58A／cm^2。列举了典型试验数据并进行分析,得到所选用的LaB6的发射常数A为21．33,逸出功Фs为2．6eV,这与理论值非常接近,证明了试验的准确性和可靠性,该试验结果为大功率电子枪的研究开发、为大功率电子束焊接设备的研制奠定了基础。     

DH—1000型电子束焊接设备

一、用途电子束焊接是60年代发展起来的一门新技术。它是将阴极发射出的电子,经过阳极高压,加速和电磁场聚焦,形成了具有一定尺寸和功率的电子束,当这高速电子束打开了工件时,其绝大部份动能转变为热能,功率密度可达10~6～10~8瓦/厘米~2,这     

电子束冷床炉熔炼炉大功率冷热阴极电子枪对比分析

某公司先后从乌克兰Strategiya BM公司和美国Retech公司引进的两台电子束冷床熔炼炉上,分别使用GGF450型冷阴极和EH800V型热阴极两种大功率电子枪。通过长时间的安装、操作运行和维护后发现,同是电子枪,这两种电子枪的电子束的发射原理、构造、真空度、电源、阴极大小以及运行的稳定性等各不相同。通过对比分析其中的差异,以及它们各自生产出的钛锭质量、化学成分以及表面质量和金相组织对比,指出两种电子枪各自的优劣,为实现大功率电子枪国产化提供帮助,可在这两种电子枪的基础上,取长补短,相信会制造出更加经济完美的大功率电子枪。     

Vacuum Arc Characteristics of CuW70 Alloy

以不同粒度的W粉为原料,采用熔渗法制备CuW70合金,在真空灭弧室模拟电烧蚀实验,通过高速摄影仪和扫描电镜研究CuW70合金表面阴极斑点运动规律。研究结果表明:W粉粒度较小的CuW70合金具有较高的耐电压强度、较长的燃弧时间和低的截留值。W粉粒度较大的CuW70合金真空阴极斑点运动表现为在阳极正下方反复地重复燃烧,并且以选择Cu相击穿为主,烧蚀坑较深;W粉粒度较小的CuW70合金表面阴极斑点在阳极下方出现分裂和偏移,击穿相分布于整个阴极表面。     

100千伏、100毫安电子束焊机电子枪的电子光学系统设计与计算

本文对100千伏、100毫安电子枪的电子光学系统进行了设计和计算。定量地描绘了从阴极到工件的电子束的最佳包络、有关参量对它的影响,以及随着像距的改变电子束性质的变化。对用二次聚焦提高电子束的功率密度也进行了计算,从而提供了实现长像距小斑点的一种方法。     

基于COMSOL的铝合金激光-MIG复合焊耦合作用研究

采用COMSOL软件对7A05铝合金激光-MIG复合焊焊接过程的电弧等离子体温度进行了数值模拟,并与实际焊接过程的高速摄影结果进行了比较。结果表明:在激光功率较高时,随着MIG电流的增加,作用区的温度波动较小;当激光功率达到一定程度后,再增加激光功率对作用区的温度场影响较小。当激光与电弧电极的热源间距为2mm时,在作用区上方的阴极区出现平台式温度,这对形成具有稳定流速和质量的熔滴状态具有重大意义。电弧电流200 A,功率3.5 k W,热源间距2 mm为较优的工艺参数,此时阴极电极附近出现温度平台区,作用区温度变化最小。     

面向复杂轮廓回转体电铸的阳极优化设计方法

为满足复杂轮廓回转体零件电铸中阴极电场分布高均匀性的要求,提出了一种基于ANSYS的阳极优化设计新方法.采用简单轮廓阳极建立初始模型,初步分析阴极电场强度分布.对阴极局部小面积内存在电场强度突变的情况,引入辅助电极并进行优化,以消除场强突变.在阳极轮廓优化过程中,将阳极控制点调整量与对应阴极节点场强关联,并按阴极节点法向对整体轮廓进行调整.利用该方法对电铸模拟件进行阳极优化设计,优化后的阴极电场强度最大值与最小值之比由1.96减小至1.08.     

3200kW电子束冷床炉熔炼纯钛电子枪工艺参数设置

电子束冷床炉熔炼是目前较先进的钛及钛合金熔炼技术,是生产大型优质钛锭的重要熔炼方式。本研究采用颗粒状海绵钛为原料,以垂直进料的方式熔炼大型纯钛扁锭,对电子束冷床炉熔炼区、精炼区、结晶器的4支电子枪工艺参数的设置进行了分析并制定了电子枪工艺参数。通过为期1个月的纯钛扁锭熔炼试验验证,结果表明,制定的工艺参数能够稳定生产纯钛铸锭,且熔炼速度可稳定在1 500 kg/h,挥发损失控制在3%以内,铸锭表面质量良好,化学成分均匀,成品率提高,有效降低了熔炼成本。     

电弧流场分布特征的数值分析

建立了微束等离子弧有限元模型,利用ANSYS软件对微束等离子弧的流场分布进行了数值模拟分析。结果表明,在计算时间内,从不稳定到稳定的过渡阶段,电弧纵向流场的最大流速不断地增加,最大流速出现在喷嘴附近。阴极附近与阳极附近的微束等离子弧焊电弧横端面的等离子体流向相反。