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。     

电子束焊机电磁聚焦控制系统的优化设计

聚焦电流是电子束焊接过程中一个非常重要的参数,调节聚焦电流可以控制电子束焦点相对于工件的位置,从而获得较好的焊缝截面形貌.研究了一种应用混合集成电路技术实现的恒流源,以适应聚焦系统对恒流源高精度、高温度稳定性和较大电流的需求,满足焊接工件在不同的工作距离下都可获得品质较好的电子束束斑.     

AZ31B镁合金电子束焊接接头疲劳裂纹扩展速率分析

对AZ31B镁合金母材及其电子束焊接接头疲劳裂纹扩展速率进行研究,测试缺口位于母材、焊缝、热影响区(HAZ)时3组试验的裂纹扩展门槛值及扩展速率,并对3种试样疲劳裂纹扩展断口进行SEM分析.结果表明:缺口位于焊缝的裂纹扩展门槛值高于母材及HAZ,且疲劳裂纹扩展速率小于母材及HAZ.AZ31B镁合金母材及HAZ疲劳裂纹扩展断口都呈现河流状花样,为准解理脆性断口;焊缝的疲劳裂纹扩展断口中有许多撕裂棱、韧窝,表现出一定韧性,断口为以脆性为主的韧-脆混合断裂;随着裂纹扩展速率增大,三者断口中的解理台阶变粗大,疲劳条带变宽.     

灯丝电流磁场对电子枪束流品质的影响

在直热式电子枪中阴极灯丝电流将会产生磁场而影响电子运动轨迹。用一个简化模型来估算灯丝电流磁场导致束流产生的偏差,试验表明灯丝电流磁场确实影响了束流能量密度分布。把工程计算的结果与电子枪结构模拟的结果相比较所得结果是一致的。同时考虑灯丝加热电流跳动所带来的影响,试验表明随时间变化的磁场导致束流能量密度分散,焊缝质量下降,而且无法依靠静态合轴来消除。     

基于大功率电子枪的阴极加热控制系统的设计

以电子枪阴极灯丝加热电流为研究对象,建立一套可靠、稳定的阴极加热控制系统.相对于传统采用可控硅控制的单相交流调压电路,该电源的设计基于PWM电流控制芯片SG3525,采用恒频脉宽调制控制方式,自动调整输出功率得到稳定的电流输出.充分满足了阴极灯丝所需的低电压、大电流、加热速度快的特性要求.