Газоразрядная электронная пушка для термообработки цилиндрических изделий

.Г.) а 54) ГАЗОРАЗРЯ УШКА ДЛЯ ТЕР ДРИЧЕСКИХ ИЗД 57) Изобретение ЫМ ЭЛЕКТРОННЫМ Ом и предназна тжига и других Цель изобреения зряд КЗТО- айки, 8 ССОВ.8 КТИВГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗС)БРЕ 21) 4625355/21(22) 27,12,8846) О 7.05.91.БОЛ М 1771) Киевский пОлит 8 хнический ин5 О-летия Великой Октябрьской соческОЙ р 8 волгоции72) В.И,Мельник, А.А.НОвиков, Аи Б Атугай,53) 621.327838,8)56) Патент Великобритании В 13кл. Н О 1 ) 37/ОО; 05,66.74.Датент США йв 343 Оо 91,кл. И О 1 3 17/О 6, 25.О 2,69. ДНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ МООБРАБОТКИ ЦИЛИНЕЛИИотносится к газора пушкам с холодным ЧВНО ДЛЯ СВЗРКИ, П термических проц- ПОВЫЯЕНИ 8 Эфф ности За счет Обесп 8 чения возможнсс 1 И азимутаьного Отклонения электронов дискового электронного пучка в плоркости симметрии электродов пушки. Пушка СОдЕржит холодный кольцевой катод 1, имек)щий вогчутуго амисги.нню повеохность и установ" ленный в корпусе 2, электроды 3, образук)- )цР 8 кольцеву)О анодну)о ап-р"уру 1-а тооцевых стЯнках корпуса устаноВлены кольцевые магнитные ка гушки 4. Обрабатываемое изд 8 лие 6 устанавливают по оси пушки. Корпус пушки может быть Выполнен иэ феррО-магнитного материала, В катущк 84 установлены цилиндрические сердечники 7, Магнитная система иэ двух коротких кольцевых катушек обеспечивает симметрию магнит- НОГО ноля и позволяет отклонять электронный пучок без нарушения его фокусировки Б в фокальной плоскости, Это позволяет обес- печит, сканирование пучка вдо Обрабаты- Л ваемой кольЦевой абласти изделия,з.п, ф.-лы, 1 ил,Изобретение относится к газоразрядным электронным пушкам с холодным катодом, формирующим профильные электронные пучки и применяемым, в основном, для сварки, пайки, отжига и других термических процессов.Цель изобретения - повышение эффективности за счет обеспечения возможности азимутального отклонения электронов дискового электронного пучка в плоскости симметрии электродов пушки,На чертеже изображена схема газоразрядной пушки,Газоразрядная электронная пушка содержит холодный кольцевой катод 1, имеющий вогнутую эмиссионную поверхность и установленный в корпусе 2. Закрепленные на торцовых стенках электроды 3 образуют кольцевую анодную апертуру, На торцовых стенках корпуса установлены также кольцевые магнитные катушки 4, защищенные от нагрева при работе пушки охлаждаемой стенкой 5. Обрабатываемое изделие 6 установлено по оси пушки. Корпус пушки может быть выполнен из ферромагнитного материала, а в катушки установлены полые цилиндрические сердечники 7.При работе пушки в разрядном промежутке при давлении единицы Па и ускоряющем напряжении десяткикиловольт зажигается высоковольтный тлеющий разряд с плазмой, локализованной у анода и отделенной от катода областью катодного падения потенциала. Положительные ионы из плазмы, ускоренные полем катодного потенциала, бомбардируют поверхность холодного катода и выбивают электроны, формируемые в прикатодной области в дисковый пучок с кольцевым фокусом, на поверхности обрабатываемого изделия. Управление мощностью пучка при заданном ускоряющем напряжении обеспечивается изменением давления в камере пушки путем автоматической подачи газа при не- прерывной ее откачке, Обрабатываемые изделия фиксируются по оси пушки. При этом обеспечивают совмещение свариваемого стыка с фокальной плоскостью дискового пучка. Азимутальное отклонение электронов пучка осуществляется однородным магнитным полем, создаваемым кольцевыми катушками и направленным перпендикулярно плоскости симметрии пучка, что обеспечивает отклонение электронов пучка без нарушения его фокусиоовки, В зависимости от тока отклоняющих катушек (полярности, величины и формы импульсов, частоты и др;) можно отклонять электроны пучка с различной частотой и на различный угол в обе стороны вдоль шва, в том числе на угол,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 когда электроны не попадают на изделие, анаправляются на охлаждаемую стенку корпуса пушки, Это позволяет применять различные технологические приемы для повышения качества термообработки изделий,например, периодическая быстрая наводкаи отклонение пучка, колебательные движения в одну или обе стороны вдоль шва и др.Магнитная система из двух короткихкольцевых катушек, расположенных симметрична относительно плоскости симметрии электродов, обеспечивает симметриюмагнитного поля и позволяет отклонятьэлектронный пучок без нарушения его фокусировки и фокальной плоскости,Диаметр катушек Ок выбран из соотношения Оэ ) Ок ) Ои,где О - диаметр эмиссионной поверхностикатода в плоскости симметрии;О - диаметр обрабатываемого цилиндрического изделия.Расстояние между магнитными катушками равно их радиусу Ь = - , так как приЛк2таком соотношении достигается наилучшаяоднородность магнитного поля, формируемого в системе из двух коротких кольцевыхкатушек,В пушке, предназначенной для термообработки с отклонением пучка с частотойменее 100 Гц, установлены полые цилиндрические сердечники, а ее корпус изготовлениз ферромагнитного материала и выполняетроль магнитной цепи.Пушка с магнитной отклоняющей системой отличается возможностью азимутального сканирования дискового электронногопучка, что повышает равномерность проплавления шва при сварке, снижает зависимость параметров электронного пучка отколебаний и неоднородностей кольцевогорасплава, позволяет применять различныетехнологические приемы, такие как быстраяпериодическая наводка пучка на изделие,различные по частоте и направлению вдольшва колебания электронов пучка и др. Этозначительно улучшает качество термообработки изделий и расширяет область использования пушки, Наиболее целесообразноиспользовать пушку для сварки и пайки изделий с кольцевым швом в массовом и крупносерийном производстве, в том числеизделий, требующих высокой точности дозирования энергии нагрева.Ф о р мул а и зоб ре те н ия1. Газоразрядная электронная пушкадля термообработки цилиндрических изделий, содержащая полый кольцевой корпус,в котором соосно и симметрично относи1647691 Составитель Д,РауТехред М,Моргентал Редактор О.Головач Корректор О.Кундрик Заказ 1406 Тираж 327 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва,Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 тельно плоскости, перпендикулярной оси, размещены кольцевой анод и холодный кольцевой катод с вогнутой эмиссионной поверхностью, радиус кривизны которой выбран равным разности радиуса внутренней поверхности кольцевого катода в плоскости симметрии и радиуса обрабатываемого цилиндрического изделия, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности термообработки за счет обеспечения возможности азимутального отклонения электронов дискового пучка, соосно электродам на одинаковом расстоянии от плоскости и симметрии установлены одинаковые кольцевые магнитные катушки, диаметр Ок которых выбран из выраженияОэОкОигде Оэ - диаметр эмиссионной поверхности 5 катода в плоскости симметрии;Ои - диаметр обрабатываемого цилиндрического изделия, а расстояние в мехсду катушками выбрано из соотношения Ь = = Ок/2.10 2. Пушка по и 1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что катушки снабжены полыми цилиндрическими сердечниками, а корпус пушки выполнен из ферромагнитного материала.15