【摘 要】
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高压电子束焊接作为特种焊接技术,在航空航天、国防军工等领域的大厚件、大体积、异种材料的焊接上有着得天独厚的优势,得到了广泛的应用。由于我国对电子束焊接设备的研究相较于国外起步较晚,特别是对于高压电子束焊接设备的核心部件-高压电子枪的相关理论储备还有所不足。本文以河北志成束源科技有限公司生产的国产高压电子枪F19-01为研究对象,开展了F19-01型高压电子枪在不同静电聚焦和磁聚焦结构参数下电子枪聚
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高压电子束焊接作为特种焊接技术,在航空航天、国防军工等领域的大厚件、大体积、异种材料的焊接上有着得天独厚的优势,得到了广泛的应用。由于我国对电子束焊接设备的研究相较于国外起步较晚,特别是对于高压电子束焊接设备的核心部件-高压电子枪的相关理论储备还有所不足。本文以河北志成束源科技有限公司生产的国产高压电子枪F19-01为研究对象,开展了F19-01型高压电子枪在不同静电聚焦和磁聚焦结构参数下电子枪聚焦特性的理论和试验研究,主要研究内容如下:（1）基于电子枪轴上电位与束腰直径之间的关系,得到了不同阴阳极距离、偏压杯孔径、阳极孔径下电子束束腰直径的变化规律,根据电子光学原理得到电子束束斑直径随电子束束腰直径的变化规律,分析了电子束经过聚焦线圈形成的不均匀磁场时的运动轨迹;（2）利用CST仿真软件对F19-01型电子枪进行电子束轨迹模拟。通过改变阴阳极距离、偏压杯孔径、阳极孔径、聚焦电流、聚焦线圈位置、磁轭间隙等结构参数,模拟研究电子束束腰以及束斑直径随上述参数的变化规律;（3）开展了F19-01型高压电子枪单参数和四水平三因素正交试验研究,试验结果表明:在其他参数不变的情况下,阴阳极距离的增加会导致束斑直径增加;偏压杯孔径的增加会导致束斑直径的减小;阳极孔径的增加会导致束斑直径减小;聚焦电流的增加会导致束斑直径的减小,通过正交试验得到的新参数能够明显提高同功率下电子束焊缝的深宽比,理论与试验结果符合较好,证明了理论分析的正确性。综上所述,本文对F19-01高压电子枪的理论和试验研究,为提高国产电子束焊接设备的焊接质量提供了理论和试验指导。
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