|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫХ СВАРОЧНЫХ УСТАНОВОК 333
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ния) зависит от температуры в соответствии с
законом Дэшмана:
где А — константа, зависящая от материала
катода; ср — эффективная работа выхода элек-
трона из материала катода; Т — рабочая тем-
пература катода; К — постоянная Больцмана.
Катоды сварочных пушек выполняются
прямонакальными и с косвенным подогревом
(рис. 1.11). Прямоканальные ленточные или
проволочные катоды более просты в изготов-
лении, но часто требуют механической или
электрической юстировки пушки (применяют-
ся в основном в маломощных пушках, в том
числе для прецизионной сварки). Прямока-
нальный катод в виде шайбы из гексаборида
лантана используют в пушках серии КЭП. Он
подогревается резистивным нагревателем 3,
контактирующим с катодом и последовательно
включенным с последним в цепь накала като-
да (рис. 1.12). На рис. 1.12 показана скорость
изменения силы тока пучка катода из раз-
личных материалов.
В мощных сварочных пушках наибольшее
применение получили массивные шайбовые
или штыревые катоды косвенного подогрева с
помощью электронной бомбардировки. Наи-
более распространенные шайбовые катоды из
гексаборида лантана отличаются высокой
эмиссионной способностью и стойкостью к
ионной бомбардировке. Недостатками этих ка-
тодов являются подверженность влиянию па-
ров свариваемых металлов и насосных масел,
сравнительно высокая скорость испарения в
случае вынужденного перегрева катода (для
восстановления эмиссионных свойств после
отравления). Последний фактор определяет в
основном срок службы катодов из гексабори-
да лантана.
Большим ресурсом характеризуются мас-
сивные металлические термокатоды из вольф-
рама или тантала (рис. 1.13), так как значи-
тельно медленнее испаряются в процессе экс-
плуатации, не склонны к отравлению углево-
дородами и запылению тугоплавкими элемен-
тами свариваемых материалов. К принципи-
альным недостаткам металлических катодов
следует отнести сравнительно высокую требуе-
мую мощность разогрева (более 100 Вт при
диаметре катода с!к - 5 мм по сравнению с
30...40 Вт для лантанборидных катодов) и свя-
занное с высокой рабочей температурой (выше
2500°С) некоторое усложнение конструкции
элементов крепления.
Особое место среди катодов сварочных пу-
шек занимают газоразрядные катоды, в основ-
ном "полые" [3]. В полом газоразрядном като-
де 2 (рис. 1.13) поток электронов вытягивает-
ся электрическим полем из плазмы высоко-
вольтного тлеющего разряда, загорающегося
внутри полого металлического цилиндра (ка-
тода) при определенном сочетании давления
остаточных газов и напряжения между элек-
тродами эмиссионной системы. Стабильность
|
|
|
|
Рис. 1.9. Унифицированные детали катодного узла
сварочных пушек:
1 — фокусирующий электрод; 2 — накидная гайка
крепления фокусирующего электрода; 3 — держатель
катода в сборе с катодом; 4 — накидная гайка креп-
ления держателя катода в сборе; 5 — промежуточная
втулка; 6 — накидная гайка крепления промежу-
точной втулки; 7— подогреватель в сборе; 8 — на-
кидная гайка крепления подогревателя; 9 — катод-
ная ножка
|
|
|
|
ной ножкой из порошкового материала, на ко-
торой собираются все элементы конструкции
катодного узла пушки (рис. 1.8—1.10).
Жидкие диэлектрики (касторовое масло,
кремнийорганические жидкости) применяются
в сварочных пушках для изоляции высоко-
вольтных элементов со стороны ввода высоко-
вольтного кабеля, а также интексификации от-
вода теплоты от теплонагруженных элементов
катодного узла. В большинстве сварочных пу-
шек применяют термокатоды, эмитирующие
электроны при разогреве до высоких темпера-
тур. Достижимая плотность силы тока эмиссии
термокатодов іе (плотность силы тока насыще-
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 1.10. Мощная сварочная пушка ЭЛА-
120(ПЛ110) с отброшенным на шарнире катодным
блоком (120 кВт, 120 кВ)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
