Установка для электроннолучевого нагрева материалов

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

П ИСАНИЕ

ИЗОЬЕЯТИНИЯ 370899

К ABTOPCNOhAY CBHQETHlbCTBV (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.10.71 (21) 1706901/24-07 (51) М. Кл.

Н 05 В 7/00

Н 01 J 37/04 с присоединением заявки №вЂ”

Государстооккый комотат

СССР

Ilb делам кзобротоной м открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 05.04.79. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 05. 04;Ж. (53) УДК 621.365.91:

: 537.583.92 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. А. Мовчан, В. А. Тимашов и В. Н. Германчук (71) Заявитель

Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамеьи институт электросварки им. Е. О. Патона (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОГО

НАГРЕВА МАТЕРИАЛОВ образованием его в цилиндрический, а также осуществлять коррекцию траектории луча и развертку его в плоскости, перпендикулярной плоскости отклонения.

Электромагнитная система содержит один 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 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.

Изобретение 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 пре! -. 3Г»" !

370899

Подфокусировка отклоненного луча в цилиндрический либо заданное фокусирование в узкое длинное фокальное пятно достигается изменением соотношения ампервитков в этих катушках шунтирующими регулируемыми сопротивлениями, создавая этим HE однородное магнитное поле требуемой формы.

Две обмотки коррекции, расположенныс на коротких стержнях прямоугольного сердечника, соединены аналогично, создавая также поперечное по отношению к входяшему лучу магнитное поле. При подключении катушек коррекции к источнику, создающему постоянный ток с переменной составляюгцей заданной амплитуды и частоты, обес. печивается коррекция и развертка траектории луча в плоскости, перпендикулярной плоскости отклонения луча.

На фиг. 1 дана конструктивная схема предлагаемой 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 соединения катушек электромагнитного блока.

Электростатическая пушка (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 отверстием прямоугольного сечения для прохода плоского луча А, соединяет ускоряющий анод 3 пушки с предлагаемым электромагнитным блоком, выполненным в виде замкнутого прямоугольного магнитопровода 5 (см. фиг. 1 и 2), на длинных стержнях которого установлены две катушки 6 и 7 отклонения.

На коротких стержнях магнитопровода 5 установлены две катушки 8 и 9 коррекции и фокусировки соответственно. Электромагнитный блок расположен в пазах медного водоохлаждаемого основания 10.

Точка соединения катушек отклонения имеет вывод 11 для раздельного шунтирования их регулируемыми сопротивлениями

R, R (см. фиг. 3) .

Плоский слаборасходящийся луч А, сфокусированный пушкой Пирса и проходягций в 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 плоского слаборасходящегося 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 оси

Π— С и увеличение по оси Х вЂ” Y достигается ослаблением поля катушки 7 отклонения шунтированием ее витков регулируемым сопротивлением R> .

Уменьшение фокального пятна по оси

I ъФ

Х вЂ” Y и увеличение его по оси Π— С достигается ослаблением поля катушки 6 отклонения шунтированием ее регулируемым сопротивлением Б .

Коррекция (смещение) и развертка луча по оси Π— С осуществляются поперечным полем (на фиг. 2 изображено пунктирными линиями) катушек 8 и 9.

Совмещение коррекции с разверткой достигается питанием катушек 8 и 9 постоянным током с переменной составляющей заданной амплитуды и частоты.

Формула изобретения

Установка для электронно-лучевого нагрева материалов, содержащая электроннолучевую пушку, формирующую плоскосим35 метричный ленточный электронный луч и электромагнитную систему управления лучом, включающую в себя магнитопровод прямоугольной формы, на двух взаимно параллельных сторонах которого расположены катушки отклонения, отличающаяся тем, что, 40 с целью повышения точности управления лучом и преобразования его, упрощения конструкции и уменьшения габаритов, катушки отклонения установлены на длинных сторонах прямоугольного магнитопровода, на дру4 гих сторонах которого установлены катушки коррекции и фокусировки, причем каждая пара катушек соединена между собой электрически последовательно.

370899 юг. /

Фиг. 2

2

Фиг 5

Составитель Н. Кобря

Редактор Т. Колодцева Техред О. Луговая. Корректор Е. Папп

Заказ 1618/57 Тираж 943 Подписное

ЦН ИИП И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! I 3035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4