Электронно-лучевая пушка Советский патент 1980 года по МПК H01J3/00 B23K15/00 

Изобретение относится к установкам для получения потока зараженных частиц. Известна электроннолучевая пушка с электро магнитной фокусирующей системой и лучепроводом, на котором установлен электронный излучатель, содержащий катод, фокусирующий электрод и анод с отверстием для прохождения электронов, в котором установлена втулка 1. Целью изобретения является повышение долговечности, увеличения эмиссионной способности и стабильности работы катода за счет увеличения электростатической фокусировки. Это достигается благодаря тому, что втулка выполнена из материала с низким потенциалом ионизации, диаметр ее составляет 0,8-0,9 диаметра отверстия в аноде, а толщина 1,0-2,0 от этого диаметра. Втулка выполнена, наприме из гексаборида лантана. На фиг. 1 изображена предлагаемая пунпса, разрез; на фиг. 2 - анод. Электроннолучевая пушка содержит коргтус 1 с электрическим вакуумным вводом. 2, катодный узел 3 с держателем 4, фокусирующий электрод 5, анод 6 с втулкой 7 из материала с низким потенциалом ионизации, изоляторы 8 и 9, лучепровод 10 и электромагнитную фокусир тоихую систему Ц. С целью предотвращения разр тпения втулки 7 из гексаборида лантана от термических напряжений она установлена в отверстии анода с зазором (см. фиг. 2). Кроме того, для обеспечения соосности отверстия втулки с осью луча посадочная поверхность втулки 7 I поверхность посадочного места анода 6 выполнены конусными. Устройство работает следующим образом. Через электрический вакуумньш ввод 2 подают ток накала на катодный узел 3 и ускоряющее напряжение между держателем 4 и анодом 6. Уменьшая запирающее напряжеш1е на электроде 5, получают поток электронов, дви К}щийся от катодного узла 3 к аноду 6. Электроны проходят через отверстие во втулке 7, а часть их попадает на поверхность втулки. Благодаря ющ что втулка 7 выполнена из материала с низким потенциалом ионизации, под действием электронной бомбарщфовки начинается выделение положительно заряженных ионов как в сторону катоца 3, так и в сторону изделия. При этом благодаря разности зарядов ионов и электронов поток электронов сжимается, электростатическая фок сировка л.ча улучшается. Ионы, вьщеляемые втулкой 7 в сторону катода 3, бомбардируют его поверхность и, оседая на ней, создают слой из материала с низким потенциалом ионизации что приводит к повь:шению эмиссионной способности катода - происходит его акти:ваи.ия. Облако ионов, излучаемых втулкой 7 в сторону изделия, является преградой на пути одноименно заряженных ионов металла, мигри pysouiHX в сторону катода 3 - осуществляется активная, постоянно действующая в процессе работы пушки защита катода 3, снижающая его отраБление ионами свариваемого материала. Причем 4 еобходимые мощности потоков ионов обеспеч1-таются благодаря экспериментальному выбору геометрических размеров втулки 7 из соотношения d (0,8-0,9) dj, и сГг(1,0-2,0)а, где d - диаметр отверстия во втулке; d - номинальный диаметр отверстия; в ном О - толщина втулки. Выполнение геометрических размеров втулк по данным соотношениям позволяет использовать 2-5% энергии пучка электронов дпя бом бардировки поверхности втулки 7, для ее активации и получения облака ионов, играющих большую положительную роль как для фокусировки луча, так и для запщты катода от отравлепщ. В случае выполнен1ш диаметра во втулке 7 меньше 0,8 dпотери энергш луча будут значительными, что экономически не оправдано а 1ФИ увеличении отверстия более 0,9 эффект установки в анод 6 втулки 7 незначителен. Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет повысить качество сварки за счет улучшения электростатической фокусировки, повышения Эмиссионной способности и стабильности работы катода.- Время работы такого устройства до смены катода возрастает в cpepjicM на 25% по сравнению с серийными Етущками. Формула изобретения 1.Электроннолучевая пуижа с электромагнитной фокусирующей системой и лучепроводом, на котором установлен электронный излучатель, содержащий катод, фокусирующий электрод и анод с отверстием для прохождения электронов, в котором установлена втулка, о т л. и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения долговечности, увеличения эмиссионной способности и стабильности работы катода за счет увеличения электростатической фокусировки, втулка выполнена из материала с низким потенциалом ионизации, диаметр ее составляет 0,8-0,9 диаметра отверстия в аноде, а толщина 1,0-2,0 от зтого диаметра. 2.Электроннолучевая пушка по п. 1, отличающаяся тем, что втулка выполнена, например, из гексаборида лантана. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Николаев Г. А.,. Ольшанский Н. А. Спеицальные методы сварки. М., Машиностроение, 1975. с. 117.