Журнал СФУ. Техника и технологии / Измерение распределения плотности тока электронного пучка электронно-лучевой сварки по его поперечному сечению

Полный текст (.pdf)
Номер
Журнал СФУ. Техника и технологии. 2023 16 (8)
Авторы
Семенов, Ю. И.; Алякринский, О. Н.; Девятайкина, Т. А.; Косачев, М. Ю.
Контактная информация
Семенов, Ю. И. : Институт ядерной физики СО РАН им. Г. И. Будкера Российская Федерация, Новосибирск; Алякринский, О. Н. : Институт ядерной физики СО РАН им. Г. И. Будкера Российская Федерация, Новосибирск; Девятайкина, Т. А.: Институт ядерной физики СО РАН им. Г. И. Будкера Российская Федерация, Новосибирск; Новосибирский государственный университет Российская Федерация, Новосибирск; Косачев, М. Ю.: Институт ядерной физики СО РАН им. Г. И. Будкера Российская Федерация, Новосибирск
Ключевые слова
электронно-лучевая сварка; профиль электронного пучка; измерение профиля электронного пучка; измерительная решётка; electron beam welding; electron beam profile; measurement of the electron beam profile; measuring grid; current density distribution of the electron beam of electron beam welding over its cross section
Аннотация

В процессе проведения электронно-лучевой сварки важное практическое значение имеет правильный подбор размера пятна электронного пучка на стыке свариваемых конструкций, расположение фокуса электронного пучка относительно границы «поверхность стыка – вакуум», а также распределение удельной мощности по поперечному сечению пучка. Цель работы – представить метод измерения распределения плотности тока электронного пучка электронно- лучевой сварки по его поперечному сечению, заключающийся в осциллографировании тока электронов, проходящих через узкую измерительную щель металлической пластины в цилиндр Фарадея при быстрой развёртке измеряемого пучка электронов поперёк измерительных щелей. Представленный метод позволит находить положение фокуса сварочного электронного пучка, определять размер профиля электронного пучка в необходимом месте траектории сварочного пучка, а также автоматизировать процесс измерения этих параметров сварочного электронного пучка. При данном методе точность измерения ухудшается из-за того, что от полезного сигнала цилиндра Фарадея вычитается величина тока отражённых из цилиндра Фарадея электронов, а термоэмиссионные электроны от измерительной решётки при работе на высоком уровне измеряемого тока добавляются. Чтобы минимизировать их влияние, использован дополнительный решётчатый экран, электрически связанный с цилиндром Фарадея. Измеряемый сварочный ток создаёт высокую тепловую нагрузку на измерительную решётку, поэтому развёртка пучка по ней производится на максимально быстрой скорости, какую позволяет полоса пропускания системы развертки с минимальной нелинейностью. Измерительная решётка изготовлена из тугоплавкого тантала. Основную часть тепловой нагрузки импульса измеряемого тока вне времени развёртки пучка принимают массивные медные экраны, один из которых имеет форму решётки, щели которых шире, чем щели у измерительной решётки. Данным методом проведено измерение распределения плотности тока источника пучка электронов с энергией 90 кэВ в диапазоне от 1 мА до 80 мА. Предлагаемый способ позволяет проводить измерение распределения плотности тока электронного пучка электронно-лучевой сварки по его поперечному сечению с точностью до ±10 %

Страницы
922–931
EDN
MQXIEM
Статья в архиве электронных ресурсов СФУ
https://elib.sfu-kras.ru/handle/2311/152317

Лицензия Creative Commons Эта работа лицензируется по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0).