Электронный источник для сварки

(5 б) АвтИ 45 б 321975ьство СССР04, 3/02,видет 01 Т идетельство01 д 3/04,Авторское551948, кл 1983. к устройсти материалов, ых электроненным эмитлечении элекласти газо ть использо одного хозяй стронных источ"снове разряд"га, извлечеСОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54) ЭЛЕКТРОННЫЙ ИСТОЧНИК ДЛЯ СВАРКИ (57) Изобретение относится к устройствам для лучевой обработки материа,лов и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства, например для газоразрядных электронно-лу.чевых пушек с плазменным эмиттером, основанным на извлечении электронов из прикатодной области газового разряда. Цель изобретения - повышение качества сварки особенно в импульсном режиме. Для этого на внешнюю поИзобретение относитс вам для лучевой обработ например для газоразряд но"лучевых пушек с плаз тером, основанным на из тронов из прикатодной о вого разряда, и может б вано в любой отрасли на ства. В гаэоразрядных элек никах, выполненных на о ной системы типа Пеннин1480645 А 1 верхность катода со стороны рабочеготорца, образованного встречными относительно продольной оси конусами,своим меньшим основанием насажен усеченный конус из,материала с низкоймагнитной проницаемостью, который свнешней поверхностью полого катодаобразует острый угол сб, эмиттерныйкатод 3 со стороны полого катодаснабжен кольцевым элементом 16 кон-центричным его эмиссионному отверстию и образующим радиальный лабиринтс входом со стороны отверстия и выходами за анодом, в котором со сторонырабочего отверстия также выполнен лабиринт из сообщающихся между собойрадйальных пазов и сквозных отверстий, Рабочая поверхность кольцевогоэлемента эмиттерного катода выполнена из материала с высокой магнитнойпроницаемостью и в сечении имеет форму капли, узкая часть которой направлена в сторону эмиссионного отверстия, 1 з,п. ф"лы, 2 ил,ние электронов производится из плаз мы через анодное или катодное отвер тие. Под действием ускоряющего напр жения граница плазмы в области токо отбора по мере роста величины ускоряющего напряжения перемещается в н правлении извлекаемого луча, изменя геометрию электронно-оптической сис темы. Так как положение границы токоотбора не постоянно в процессе ра боты, а в критическом случае может произойти ее разрыв, условия формир1180645 40 вания пучка изменяются, что приводит к изменению его геометрии.Цель изобретения - улучшение качества сварки в импульсном режиме путем повышения стабильности параметров электронного луча эа счет стаби" лизации границы плазмы в разрядном объеме.На фиг.1 представлен общий вид электронного источника; на фиг,2- узел 1 фиг.1, где 1- продольная ось предлагаемого источника для сварки.Электронный источник для сваркисостоит из корпуса 1 с размещеннымив нем через изолятор 2 эмиттернымкатодом 3, выполненным из материалас высокой магнитной проницаемостью,и расположенным против него черезизоляторполым катодом 5 также изматериала с высокой магнитной проницаемостью. Между катодами 3, и 5 изолированно от них закреплен анод 6;Система электропитания 7 содержитисточник 8 возбуждения разряда 9,источник 10 ускоряющего напряжения,источник 11 питания электромагнитной катушки 12, закрепленный в корпусеконцентрично полому катоду 5, Рабо"чий торец 13 полого катода 5 образован встречными относительно его продольной оси 1 - 1 конусами А, Б(фиг,2) . На внешнюю поверхность полого катода 5 меньшим основанием насажен усеченный конус 14 из материала с низкой магнитной проницаемостью,который с внешней поверхностью полого катода 5 образует острый угол М . На эмиттерный катод 3 со стороны полого катода 5 установлен концентрично эмиссионному отверстию 15 кольцевой элемент 16, который образует ра 5 10 15 20 30 35 4лена в сторону эмиссионного отверстия 15. Катушка 12, размещенная в зоне охлаждения источника со стороныизолятора 1, граничит с магнитопрово-,дом 27, выполненным в виде перфорированного диска, по периферии котороговдоль катушки 12 установлены стойки28.из материала с высокой магнитнойпроницаемостью. Стрелками указаны на"правления движения молекул рабочего(плазмообразующего) газа, пунктирными линиями - силовые линии магнитногополя,- острый угол между силовымилиниями магнитного поля и конуснойповерхностью усеченного конуса 14.Электронный источник работает следующим образом,Устанавливает источник на установку, из которой. производят откачку,Через полый катод 5 подают газ, частькоторого участвует в образованииплазмы, другая часть по мере продвижения по газоразрядной камере растекается по зазору между полым катодом5 и анодом б по паэам 22, зазору между анодом 6 и кольцевым элементом 6,лабиринту 17 и эмиссионному отверс"тию 15. Величины зазоров и лабиринтыподбираются экспериментально и обеспечивают равномерное распределениедавления рабочего газа в разряднойкамере. Из зазора между катодом 5и анодом 6 по отверстиям 23 часть газа, не участвующая в образовании разряда, откачивается. Из лабиринта 17чере 4 отверстие 18 и пазы 22, через отверстия 23 и зазор между анодом 6 и кольцевым элементом 16 гаэ поступает в за анодную зону, где через отверстия 19, 20 поступает в откачнуюсистему установки. Тем самым через45 50 диальный лабиринт 17 с входом со стороны этого отверстия и выходами через отверстия 18 за анодную зону и далее через отверстия 19, 20 в камеру установки (не показано), В стенке анода 6 со стороны рабочего отверстия закреплены шайбы 21, образующие выполненными в них радиальными пазами 22 и сквозными отверстиями 23, сообщающимися между собой, лабиринт, Под эмиттерным катодом 3 концентрично ему на корпус 1 установлен извлекаю- щий электрод 2. Рабочая поверхность 25 кольцевого элемента 16 выполнена из материала с высокой магнитной проницаемостью и в сечении имеет формукапли, узкая часть 26 которой направэмиссионное отверстие 15 откачивается незначительное количество газа,что способствует повышению электрической прочности источника в зонепротивостояния эмиттерного катода 3и извлекающего электрода 24, При получении требуемого давления в газо" разрядной камере электронного источника включают источник 11 катушки12, создается магнитный поток, который проходит по замкнутому магнитопроводу 27, стойкам 28, эмиттерному катоду 3 и кольцевому элементу 16 вседловину его, оттуда магнитные линии замыкаются на узкой .части 26 каплирабочей поверхности 25 кольцевогоэлемента 16. С противоположной сто5 14806 роны рабочей поверхности 25 магнитный поток замыкается на острую кромку торца 13 полого катода 5, при этом 1магнитные линии пересекают поверх- ность усеченного конуса 14 под углом,Известно, что в дугах при низком давлении движение катодных пятен не подчиняется. закону Ампера, поэтому в продольном магнитном поле в случае 1 О выполнения внешнего торца катода под углом к его оси образующиеся при дуговых пробоях катодные пятна перемещаются к оси катода. После включения источника 8 происходит возбуждение 1 ф разряда 9, Стабилизация горения разряда 9 и положения его плазмы в газо- разрядной камере происходит за счет описанного выше расположения магнитных линий и движения катодных пятен, 20 Расположение магнитных .линий между полым катодом 5 и рабочей поверхнос. тью 25 кольцевого элемента. 16 способствует лучшему контрагированию разряда 9 вдоль оси, а создание магнит ной ямы в районе эмиссионного отверс" тия 15 (между узкой частью 26 и сед ловиной эмиттерного катодаспособствует стабилизации границы разряда 9 в зоне токоотбора. Затем включают 39 источник 10 и при помощи извлекающего электрода 24 через эмиссионное отверстие 15 происходит вытягивание и ускорение электронного луча. 2. Источник по и,1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что рабочая поверх-, ность кольцевого элемента эмиттерного катода выполнена .в виде вставки из материала с высокой магнитной проницаемостью и в сечении имеет форму 40 капли, узкая часть которой направле"на в сторону эмиссионного отверстия. формула изобретейия 1. Электронный источник для сварки с продольным извлечением частиц из отражательного разряда, содержащий корпус с размещенными в нем эмиттерным катодом из материала с высокой магнитной проницаемостью и расположенным против него полым катодомтакже из материала с высокой магнитной проницаемостью, анод и извлекающий электрод, каждый из которых связан с соответствующим источником питания, отличающий с я тем,что, с целью улучшения качества сварки в импульсном режиме путем повышения стабильности параметров электронного луча за счет стабилизации границы плазмы в разрядном объеме, навнешнюю поверхность полого катодасо стороны рабочего торца, образованного встречными относительно продольной оси конусами, своим меньшим основанием насажен усеченный конус из материала с низкой магнитной проницаемостью, который с внешней поверхностью полого катода образует острыйугол, эмиттерный катод со стороныполого катода снабжен кольцевым элементом, концентричным его эмиссионному отверстию и образующим радиаль"ный лабиринт с входок со,стороны этоФго отверстия и выходами за анодом, вкотором со стороны рабочего отверстиятакже выполнен лабиринт из сообщаю"щихся между собой радиальных пазов и .сквозных отверстий.