电子束焊机三极枪的研制

近年来,我国对真空电子束焊机的研制取得了一定成绩,先后研制成功了几种类型的电子束焊机。但是,所有国产电子束焊机均采用二极电子枪。由于二极枪存在不少缺点,因此我厂从一九七七年开始研制60千伏直热式三极电子枪。通过几年来的反复摸索与试验,基本研制成功,已经过一年多的产品工艺性试验与考核,证明三极枪性能良好。现将研制情况介绍如下。     

电子束焊机高压电子枪静电系统计算机辅助优化设计

电子束焊机中的关键技术是电子枪的设计。通过对电子枪静电系统的计算机辅助优化设计，对其中聚束极的型面进行了必要的修正和完善。试验证明，这样做可以获得品质较好的电子束束斑。     

高低真空两用电子束焊机

中国科学院电工研究所、北京电焊机厂和北京曙光电机厂,在研制成功HDSn—1型高真空电子束焊机的基础上,又研制成功HDSn—2型低真空电子束焊机。该焊机的优点是:     

电子枪束源部件结构尺寸对束流品质影响的CST仿真

在直热式电子枪中,电子枪束源部件结构尺寸的改变会改变静电场对电子束的初次汇聚,从而影响束流品质。针对电子枪中静电场以及电子运动轨迹难以用常规方法直接测量的问题,通过建立1∶1三维模型,并利用CST电磁仿真粒子工作室对整个束流产生过程进行模拟。利用控制单一变量的方法,结合模拟所得数据,得到了在不同条件下,静电场分布、电子的运动轨迹以及各个变量与最终焦点处束流电流密度关系曲线,最终得到了束流品质最优的束源部件结构尺寸。用优化了阴阳极结构及阴阳极距离后的电子枪在铝合金板材上进行实际焊接试验,所得焊缝形貌优于原有电子枪焊接所得焊缝,证明了模拟结果的正确性。此种模拟方法为改善现有电子枪束流品质以及未来电子枪设计提供了参考依据。     

真空电子束焊在航空产品中的应用

一、前言 我公司一九八○年从英国引进一台中压型高真空电子束焊机。该机具有70年代国际先进水平。采用程序控制逻缉电路,可实现半自动或全自动焊接。各种焊接参数精度高,工艺再现性好。该机电子束功率6KW,加速电压60千伏,最大电子束流100毫安;工作室、电子枪的真空度分别高于1×10~(-4)乇(10~(-40×133.3Pa)和1×10~(-5)乇(10~(-5)×133.3Pa),焊接自动定时范围为0.5～99.9秒,工件旋转速度为0～59.9转/分,工作台x,y两方向直线速度为0～3000毫米/分,工作室容积620×620×620(毫米)。几年来该焊机性能基本满足了我厂研制、生产新型航空电源及电嘴产品的需要。下面仅就电子束焊工艺的特点及应用情况作一介绍。     

法兰环缝局部真空电子束焊机的研制

对所研制的法兰环缝局部真空电子束焊机作了简要介绍，对焊机的微机控制系统和电子 枪极坐标行走的控制、二次电子焊缝对中、焊接轨迹的示教再现、真空系统和焊接工艺的微机控制等关键技术作了较为详细的阐述。通过焊接工艺试验，用法兰环缝局部真空电子束焊机焊接出了成形良好、焊缝内部质量符合GJB1718－93Ⅰ级标准的铝合金法兰环缝典型工艺件。     

国产高压电子束焊接设备

高压电子束焊接由于其具备更大的穿透深度和更大的深宽比等优点 ,在航空等武器装备领域具有广泛的应用。1986年北京航空制造工程研究所便开始从事高压电子束焊接技术的研究 ,在德国专家的指导下 ,完成了 15 0ｋＶ、15ｋＷ高压电子枪的研制工作 ,但配套的高压电源仍需要进口。随后该所便一直从事于国产高压电子束焊接设备的研制工作 ,并在 1998年得到了国家科委科技成果司科技成果军转民研究项目的资助 ,开展了“高压电子束焊接设备”课题研究 ,将该所在高压电子束焊接技术方面的科研成果进行工程化应用研究 ,重点建立了高压电子束焊接技术研…     

CST仿真技术在电子枪聚焦部件中的应用

电子枪聚焦部件的结构和尺寸会直接决定最终电子束焦点处电流密度和束流半径,影响电子束流品质。通过CST仿真软件对电子枪聚焦部件进行分析,模拟得到电子枪聚焦部件不同的结构尺寸参数对电子束电流密度和束流半径的影响结果。仿真结果表明,在其他参数不变的情况下,聚焦线圈端面与电子发射面距离从305mm增加345mm时,电子束流半径从1.44mm减小至0.93mm;聚焦线圈内半径从30mm增大至40mm时,电子束流半径从0.86mm增至1.38mm;磁轭间隙从28mm增至43mm时,电子束流半径先减小再增大,在34mm处束流半径达到最小值0.957mm。使用基于CST仿真优化参数制备聚焦线圈的电子枪对1mm TC4薄板进行焊接试验,在相同焊接工艺参数的情况下,新得到的焊缝宽度小于原有焊缝。     

ZD150─15A型高压电子束焊机的研制及其应用

叙述了高压电子束焊机的结构性能特点，设计及研制过程中的问题。同时介绍了该设备在航空发动机部件焊接等领域的使用。     

冷阴极气体放电电子束源系统研制

基于冷阴极电子发射机理,设计制造了冷阴极气体放电电子枪及其电子光学系统;为了使其能够长期稳定工作,采用三级AC–DC拓扑电路、功率变压器原边并联与输出端整流电路串联获取高压的电路、双闭环控制及放电保护技术等,设计制造了冷阴极气体放电电子枪逆变电源;基于上述技术研制的冷阴极气体放电电子束源实现了–20kV/1500mA束...     

电子束焊接在发动机翻修中的应用

西德汉莎公司飞机修理厂拥有一台大型电子束焊机,其工作室容积为1.75米~3,电子枪电压为15万伏,功率8.5千瓦,主要用于发动机零件的翻修: 1.风扇叶片的修补。每年修补JT3D、JT8D和JT9D的风扇叶片约1400片。叶片材料为钛合金TiAlV64,其进气边缘常被机外异     

电子枪静电透镜部件仿真与优化

根据电磁透镜的原理可知,作用于工件上的工作束斑尺寸与电子束注腰的位置和尺寸相关。电子枪栅极出束孔直径与阳极位置的改变将会引起电场分布的变化,从而改变电子束注腰的位置与尺寸,最终影响工作束斑的大小。运用电磁场仿真软件CST仿真得到了电子枪静电透镜电场分布与束流轨迹。采用单一变量法,模拟得到100mA束流强度下栅极出束孔直径和阳极位置对电子束注腰位置与尺寸的影响规律。仿真结果表明,其他参数相同时,栅极出束孔直径D为2mm、阳极上端面到栅极下端面距离H为15mm时,电子束注腰位置最高,半径最小。选取优化参数D=2mm、H=15mm进行焊接试验,获得了深宽比更大的焊缝,证明达到了减小工作束斑尺寸和优化束流品质的目的。     

基于Helmholtz的低感抗电子束偏转扫描线圈仿真

为了提高电子束偏转扫描频率和磁场均匀性,采用Helmholtz空心线圈结构设计了一种低感抗电子枪偏转扫描线圈。采用ANSYS有限元分析软件对偏转扫描线圈的电磁场分布进行仿真,并采用高斯计对线圈内部的电磁场进行了测量,仿真结果与实际测量值基本吻合,线圈内部的磁感应强度大小和电磁场分布的均匀性可以满足电子束高频偏转扫描的要求。实际扫描试验表明,该线圈实现了两点电子束高频偏转扫描,扫描频率可达30 k Hz。     

大型真空高压电子束焊机的焊接适用性研究

针对大型高压电子束焊机在多种材料、多种结构上的应用展开论述。从工艺、机械性能及微观组织方面进行系统性的分析。试验结果表明:高压电子束焊接在多种材料和结构上的应用有着明显优势;改变热处理机制可以有效调节电子束焊缝的性能。     

真空电子束焊机工作原理及典型故障维修

以德国IGM公司和荚国CVE公司的真空电子束焊机为例，介绍了真空电子束焊机的工作原理。通过利用该系统的报警信息、控制系统的状态诊断和PLCS5的在线诊断等方法，对此类设备在公司军品科研生产中出现典型故障进行维修与排除。     

基于亥姆霍兹线圈的电子束偏转扫描技术研究

针对电子束偏转扫描频率低以及扫描线圈磁场不均匀的问题,研究了电子束在磁场中的运动原理,设计了基于亥姆霍兹线圈的电子束偏转扫描线圈,并研究了相应的驱动电路。由电子枪的结构尺寸及亥姆霍兹线圈的基本原理设计了扫描线圈,由电子枪加速电压、工作距离及所需偏转范围确定了所需磁场强度,并进一步计算了安匝数。设计了基于PID控制的高频扫描驱动电路。结果表明,所设计的电子束偏转扫描线圈的磁场强度均匀性高,其驱动电路性能稳定,流过扫描线圈3A电流高达30kHz。     

德国普洛明公司PRO-BEAM数控真空电子束焊机

德国普洛明公司是专业的数控电子束焊机生产厂家。公司自成立以来就一直致力于电子束加工技术领域的研究与开发,为电子束加工中的各种疑难加工提供专业可靠的解决方案。     

大型真空电子束焊机数控运动系统的设计

为满足飞机生产中大型复杂型面和变截面零件电子束焊接的需要设计了一套大型真空电子束焊机。本文主要介绍焊机数控运动系统的结构、组成和设计特点，其中包括数控工作台、数控转台及弹性顶尖。     

储能点焊机预鉴定与经验交流会

电容储能点焊机预鉴定与经验交流会一九七七年六月廿一日至廿六日在三二○厂召开。会议首先对六二五所、北京电焊机厂研制,经三二○厂试用的DR-40000高压储能点焊机进行了预鉴定。大家认为该焊机基本达到了原设计要求,方向是正确的,并可以为今后大厚度铝合金点焊和推广胶接点焊创造条件,建议进一步进行试验后及早鉴定推广。会议还交流了有关单位研制使用的高压和低压储能焊机的经验,讨论了储能焊机的发展情况和直流脉冲焊机存在的问题。大家认为储     

WSM－160型氩弧焊机问世

ＷＳＭ－１６０型氩弧焊机问世一种新型焊机──ＷＳＭ－１６０型钨极手工脉冲氩弧焊机，前不久在西安航空发动机公司研制成功。这种设备具有结构简单、操作可靠、维修方便、全脉冲可调、热输入小、能耗低等特点。它能满足各种金属材料和特殊冶金机构全方位焊接的工艺需求...