大功率电子枪的应用

真空电子焊接分部是巴顿电焊所主要的骨干部 门之一，为前苏联、中国、东欧、日本、美国、 德国、英国、韩国的航空航天、机械及汽车制 造、仪器仪表等行业总共生产了800台以上真 空电子束焊接系统和整套装备，领先开发了合 金钢、铝合金、钛合金、铜合金等多种材料焊 深从0.1到400mm直线及空间曲线焊缝的真空 电子束焊接工艺。
BS-EBM Series
技术指标
电子束焊接
国外在大功率、精密焊接电子枪上应用的轰击 式阴极方面已做了大量工作。乌克兰、俄罗斯、 日本 等国家现已成功地应用于实际生产，其 中以乌克兰的巴顿电焊研究所最为突出
巴顿焊接研究所是隶属于乌克兰国家科学院的 一个综合性应用技术研究所，成立于1934年 。该所自成立以来一直重视焊接基础理论研究 和研究成果的实际应用， 已形成了非常完善 且具有自己独特风格的科研体制，并取得了大 量的具有世界先进水平的技术成果。
巴顿真空电子束焊接设备业已形成完整系列， 分外置枪（定枪）与内置枪（动枪）；分高压 （120KV，150KV）及中压（60KV），常用 电子枪如下表：
PATON真空电子束焊机技术 2000年，巴顿电焊所推出了第十代真空电子 束焊接设备，得到美国及德国市场的认可及高 度评价。
国内现状
素有“点铁成金”美誉的北京长城钛金公司再 添“金手指”。一种最新型的冷阴极高压辉光 放电型大功率电子枪，在该公司研制成功。这 种新型电子枪采用冷阴极，取消了传统的钨丝 结构，枪体本身不需要抽真空，结构简单，操 作方便，使用寿命长，成本仅为进口同类电子 枪的30%。该项目的研究成功，不但填补了国 内该技术领域的空白，也标志着我国电子束真 空熔炼技术取得重大突破，达到国际先进水平。 目前，该技术已经被北京市科委认定为高技术 重点扶持项目。
相关公司
日本电子株式会社简称是JEOL，是世界顶级 的科学仪器生产制造商。在中国国内，众多重 点实验室、科学院部门、科研所、大专院校、 医疗机构、政府机构和企业单位都有JEOL的 产品。
JEBG 系列/大功率电子枪 JEBG 系列/大功率电子枪 是为给宽塑料膜或 钢板持续且均匀加镀金属氧化物而设计的大型 高能电子束蒸发源。例如，高密度磁带生产或 真空包装用薄膜生产。 大功率电子枪也可用 于为等离子体显示屏加镀MgO薄膜和钢板的 表面加工。 另外,大功率电子枪还被用于溶解 高熔点材料和高纯度金属。
可更换的坩埚（点坩埚､条状坩埚､倾倒坩埚）
BS–EBM的棒材供给部分可 以安装3种类型的坩埚、用以 对应各种材料的工艺需要。 棒材供给的先端部安装有法 兰、可容易对各种坩埚进行交 换。 3种类型的坩埚 1. 水冷点坩埚 2. 水冷条状坩埚 3. 水冷倾倒坩埚
可选择适合输出功率的电源 搭载于BS–EBM的电子枪、能根据其最大输出 功率（30kW/100kW/300kW）对电源进行最 优化组合选定。
电子枪结构示意图
电子枪作用很多，电子管，电子显微镜，普通 显示器（非液晶，非等离子体的），里面都含 有一个发射电子的电子枪。
大功率电子枪简介
大功率电子枪，包括一内置在枪室上筒上的电子枪 枪芯，其下面装有阳极座，在阳极座上装有电子发 射系统的阳极；最下的部分是电子枪的枪座；枪芯 的灯丝外围装有用于将轰击电流聚束的内罩；在电 子束的光路系统中配置两组匹配的磁透镜以及拦孔， 在阳极座和枪室下筒之间装有放置第一磁透镜的线 圈室，在枪室下筒和底座之间装有带水冷的拦孔座， 其上安装有拦孔；在枪的底座上装有偏转和扫描线 圈，在偏转和扫描线圈之上是第二磁透镜的线圈； 在枪芯的外面加有一个枪罩，在枪罩上安装一个风 机，利用所述的安全罩、一组导风筒及在阴极部件 外装有的外罩组件在枪芯本体周围共同围设构建冷 却风路。
工作原理
电子束熔炼是一种特殊的真空冶金设备。利用 炉中的电子枪可将几十至数百kW 的高能电子 束聚焦在1cm2 左右的焦点上，产生3500°C 以上的高温。当高能电子束聚焦在欲熔炼的钨 、钼、钽、铌、锆等难熔金属原料上时，就能 够将这些金属熔化，达到熔炼或提纯的目的。 由于高温区域有限，熔化的金属需要一点一点 地滴入下面的熔池，经结晶器冷却，凝固成锭 。在高真空和高温的作用下，液态金属中的气 体和杂质大量蒸发。从而得到高纯度的致密的 凝固态金属锭。

主要参数
BS-EBM系列
多目的 电子束熔炼炉
本装置为以电子束为热源,使用各种熔解用坩 埚，对高熔点活性金属进行熔解･精炼的多目 的电子束熔炼炉。适合研究开发及少量生产、 省空间设计的小型溶解炉。可按照用途选择坩 埚种类· 材料供给系统· 电子枪输出功率。
棒材供应装置 + 引拔型坩埚 电子枪融解･精炼 ･引拔 BS–EBM对送进中的棒 材进行照射、使棒材滴 入角形坩埚充分进行熔 解､再将熔液倾入倒至 引拔水冷坩埚。在引拔 水冷坩埚中进行融解･凝 固･引拔、制作铸块。
大功率电子枪的应用
当前工业化生产对大功率电子枪有着十分迫切 的需求，这里主要介绍两种应用：
1.电子束熔炼 2.电子束焊接
电子束熔炼
随着科学技术的迅速发展，对高纯金属及合金 的需要量越来越多，常规的冶炼方法已很难满 足要求，而真空电子束熔炼是一种有效提纯方 法，特别是对于在冶炼温度下具有较低蒸汽压 的金属和合金更为有效。 大功率电子枪技术可对如Ta、Nb、Mo、Ti、 Cr、Cu 等金属进行净化，及提精。作为超导 线的基体材料所采用的高纯铜，必须具有很高 的纯度（99.99%以上），而且要求结构致密 ，无气孔等缺陷。完全依靠电子枪技术。
大功率电子枪的应用
电子枪简介
电子枪是加速电子轰击靶屏发光的一种装置， 它发射出具有一定能量、一定束流以及速度和 角度的电子束。（该电子束的方向和强度可以 控制，通常由热阴极、控制电极和若干加速阳 极等组成）电子枪用来提供电子束，并轰击荧 光屏形成不同灰度等级的图像。电子枪一般分 为热发射和场致发射两种；电子枪的功能在于 给出满足要求的电子束，而电子枪的材料和工 艺结构又必须考虑到电子枪易于加工和使用方 便。
国内最新电子枪技术打破国外垄断
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材料供给机 + 角形熔液箱 + 回转圆形坩埚 融解･精炼･积层凝固
材料供给机将颗粒材料投入角 形熔炉。在角形熔炉中将材料 进行予熔､然后注入回转圆形 坩埚,进行积层凝固。 可搭载2台电子枪 BS–EBM可根据用途及所要求 的输出功率设置2台电子枪。可 分担照射熔液箱和回转坩埚、棒 材、引拔坩埚等多点目标。