[发明专利]一种低电压高束流电子束真空焊接装置及方法

权利要求书

1.一种低电压高束流电子束真空焊接装置，其特征在于：所述一种低电压高束流电子束真空焊接包括空心阴极(1)、阳极(2)、加速电极(3)、轴向约束磁场(5)、聚焦机构(6)、放电电源(7)、加速电源(8)、真空室(9)、焊接平台(12)和绝缘套(14)，轴向约束磁场(5)、绝缘套(14)、加速电极(3)、聚焦机构(6)、焊接平台(12)由上至下依次设置在真空室(9)内，空心阴极(1)插装在轴向约束磁场(5)内，阳极(2)设置在空心阴极(1)与加速电极(3)之间，且阳极(2)位于空心阴极(1)的正下方，工件(4)放置在工作平台(12)上，放电电源(7)的负极与空心阴极(1)连接，放电电源(7)的正极和加速电源(8)的负极与阳极(2)连接，加速电源(8)与加速电极(3)连接。

2.根据权利要求1所述一种低电压高束流电子束真空焊接装置，其特征在于：所述一种低电压高束流电子束真空焊接还包括抽气机构(10)，抽气机构(10)与真空室(9)的出气口连接。

3.根据权利要求1所述一种低电压高束流电子束真空焊接装置，其特征在于：空心阴极(1)是钽管或钼管制作的。

4.一种利用权利要求1所述装置进行低电压高束流电子束真空焊接的方法，其特征在于：所述一种低电压高束流电子束真空焊接方法的具体步骤如下：

步骤一、通过真空抽气机构(10)将真空室(9)内的空气抽出；

步骤二、将工作气体(13)注入空心阴极(1)内，空气阴极(1)、阳极(2)、放电电源(7)组成电弧放电回路，并获得电子枪所需高密度电弧等离子体；

步骤三、轴向约束磁场(5)约束带电粒子运动轨迹，获得压缩真空电弧等离子体；

步骤四、阳极(2)、加速电极(3)、加速电源(8)组成电子引出系统，阳极(2)作为电子引出系统的阴极；

步骤五、聚焦机构(6)约束电子流的电子运动轨迹，获得低电压、高速流密度的电子束流(11)；

步骤六、电子束流(11)与工件(4)相互作用实现工件(4)的熔化，随着焊接平台(12)的移动，工件(4)获得焊接接头。

5.根据权利要求4所述一种低电压高束流电子束真空焊接方法，其特征在于：步骤二中的工作气体(13)是氩气或氦气。

6.根据权利要求4所述一种低电压高束流电子束真空焊接方法，其特征在于：步骤三中轴向约束磁场(5)为永磁结构，磁场强度为50mT。

7.根据权利要求4所述一种低电压高束流电子束真空焊接方法，其特征在于：步骤四中阳极(2)内缩至轴向约束磁场(5)内部20mm。

8.根据权利要求4所述一种低电压高束流电子束真空焊接方法，其特征在于：步骤四中阳极(2)是不锈钢或石墨制作的，阳极(2)中心孔直径为5mm～25mm。