Установка для электроннолучевого нагрева материалов

Союз Советских Социалистицеских Реслублик(51) М. К . Н 05 В 7/00 Н 01 Л 37/04 с присоединением заявки-Государстооккый комотот СССР оо делам кзобротоной к открытий(71) Заявитель Ордена Ленина и ордена Трудового Красаго Знамени институт электросварки им. Е. О. ПатонаИзобретение относится к устройствам для электронно-лучевого нагрева материалов в вакууме,Известно устройство для электронно-лучевого нагрева материалов в вакууме, формирующее плоский электронный луч, в котором установлены три последовательно расположенные по траектории луча электромагнитные системы, обеспечивающие отклонение, преобразование формы и фокусировку луча.Однако такое устройство относительно сложно по конструкции и имеет большие габариты. Кроме того, необходимо точное согласование всех последовательно установленных электромагнитных систем, что существенно снижает надежность работы всего устройства.Предлагаемое устройство обеспечивает дифференциацию вакуума, защиту электростатической пушки .от паров и брызг. Электромагнитная система управления лучом предлагаемого устройство позволяет плоский слаборасходящийся луч, формируемый электростатической пушкой, отклонять на углы до 45 с одновременной фокусировкой и преобразованием его в цилиндрический, а также осуществлять коррекцию траектории луча и развертку его в плоскости, перпендикулярной плоскости отклонения.Электромагнитная система содержитодин электромагнитный блок, включающий в себя магнитопровод прямоугольной формы, на двух взаимно параллельных сторонах которого расположены катушки отклонения, а на двух других сторонах установлены катушки коррекции и фокусировки. При этом катушки отклонения, расположенные на длинных сторонах прямоугольного магнитопровода, включены электрически последовательно таким образом, что магнитные поля этих катушек складываются параллельно в 15 пространстве и направлены поперечно входящему плоскому лучу. При оптимально выбранных (обычно лежащих в пределах 1,2 - 5) соотношениях длин стержней прямоугольного магнитопровода магнитное поле катушек отклонения отклоняет плоский луч с одновременной фокусировкой и преобразованием его в цилиндрический.Подфокусировка отклоненного луча в цилиндрический либо заданное фокусированиев узкое длинное фокальное пятно достигается изменением соотношения ампервитковв этих катушках шунтирующими регулируемыми сопротивлениями, создавая этим неоднородное магнитное поле требуемой формы.Две обмотки коррекции, расположеннысна коротких стержнях прямоугольного сердечника, соединены аналогично, создаваятакже поперечное по отношению к входящему лучу магнитное поле. При подключениикатушек коррекции к источнику, создающему постоянный ток с переменной составляюгцей заданной амплитуды и частоты, обеспечивается коррекция и развертка траектории луча в плоскости, перпендикулярнойплоскости отклонения луча,На фиг. 1 дана конструктивная схемапредлагаемой установки, разрез; на фиг. 2 -конструктивная схема электромагнитного устройства, форма магнитного поля и проекция трех характерных траекторий элементов плоского слаборасходящегося луча; на. фиг. 3 - принципиальная схема соединениякатушек электромагнитного блока.Электростатическая пуцка (пушка Пирса), формирующая плоский слаборасходящийся пучок электронов, состоит из линейного термокатода 1, прикатодного фокусирующего электрода 2 и ускоряюгцего анода 3,Лучевод 4, выполненный в виде медного(с водоохлаждением) блока с отверстиемпрямоугольного сечения для прохода плоского луча А, соединяет ускоряющий анод 3пушки с предлагаемым электромагнитнымблоком, выполненным в виде замкнутого прямоугольного магнитопровода 5 (см. фиг, 1и 2), на длинных стержнях которого установлены две катушки 6 и 7 отклонения.На коротких стержнях магнитопровода 5установлены две катушки 8 и 9 коррекциии фокусировки соответственно. Электромагнитный блок расположен в пазах медноговодоохлаждаемого основания 1 О,Точка соединения катушек отклоненияимеет вывод 11 для раздельного шунтирования их регулируемыми сопротивлениямиК, Кд (см. фиг. 3) .Плоский слаборасходящийся луч А, сфокусированный пушкой Пирса и проходягцийв лучеводе 4, имеет в поперечном сечении прямоугольную форму. Попадая в поперечное магнитное полс катушек 6 и 7 отклонения (на фиг. 2 изображено сплошными линиями), электроны отклоняются перпендикулярно вектору напряженности магнитного поля.В результате взаимодействия плоскогослаборасходящегося электронного луча с рассматриваемым магнитным полем происходит его отклонение с одновременным преобразованием в цилиндрический и фокусировкой в фокальное пятно 12 на объекте нагрева.Уменьшение фокального пятна 12 по осиО - С и увеличение по оси Х - у достигается ослаблением поля катушки 7 отклонения шунтированием ее витков регулируемым сопротивлением ЙУ меньшение фокального пятна по осиъФХ - у и увеличение его по оси О - С достигается ослаблением поля катушки 6 отклонения шунтированием ее регулируемым сопротивлением Бг.Коррекция (смещение) и развертка лучапо оси О - О осуществляются поперечным полем (на фиг. 2 изображено пунктирными линиями) катушек 8 и 9.25 Совмещение коррекции с разверткой достигается питанием катушек 8 и 9 постоянным током с переменной составляющей заданной амплитуды и частоты.30Формула изобретенияУстановка для электронно-лучевого нагрева материалов, содержащая электроннолучевую пушку, формирую 1 цую плоскосим метричный ленточный электронный луч иэлектромагнитную систему управления лучом, включающую в себя магнитопровод прямоугольной формы, на двух взаимно параллельных сторонах которого расположены катушки отклонения, отличающаяся тем, что, 40с целью повышения точности управления лучом и преобразования его, упрощения конструкции и уменьшения габаритов, катушки отклонения установлены на длинных сторонах прямоугольного магнитопровода, на дру Б гих сторонах которого установлены катушки коррекции и фокусировки, причем каждая пара катушек соединена между собой электрически последовательно.Редактор Т. Колодцева Заказ 1 618/57 ЦНИИПИ Госу по дела 3035, Москв филиал ППП сПа