[发明专利]具备抑制电子枪放电危害功能的电子束系统

说明书

技术领域

本发明涉及电子束加工设备技术领域，具体涉及一种具备抑制电子枪放电危害功能的电子束系统。

背景技术

在电子束加工过程中，金属材料熔化时总伴随着金属本身及其附带金属和非金属等杂质的气化和蒸发，不可避免地在电子枪内部形成局部低真空区域，在电子束高压加速电场的作用下，产生放电现象(电击穿)，放电现象将破坏电子枪电极表面光洁度，进一步引发放电现象发生的概率。这种“放电”现象对电子束加工设备来说，是随机的、不规则的、不可避免的、更是致命的，它除了缩短电子枪(发射阴极)寿命和破坏电极表面光洁度外，还容易导致电子束流的不可控突增，极易造成工件加工缺陷甚至废品。

电子束加工发展历时60多年，电子束加工设备所包含的关键技术中，电子枪技术发展已臻成熟，加速高压加速电源性能也随着电力电子技术的发展得到大幅提升，但抑制电子枪放电危害相关技术，却长期得不到有效解决，严重制约电子束在加工精密器件领域的应用。目前，抑制电子枪放电危害的技术措施主要从加速高压加速电源入手，采用放电时快速切断供电手段，加工中断时间在5～30ms，在大工件加工时利用熔池的热惯性可消除中断影响。但此技术对抑制放电过程加速高压电源贮能的快速释放是无能为力的。

1995年，《高压电器》第4期刊登了一篇题名为“电子枪高压放电的危害及其对策”的论文，该文提出在高压电源回路中串接大电感扼流器抑制电击穿危害方法，实践表明，此方法抑制高压放电对低压控制回路的冲击效果良好，可明显提高控制系统的可靠性，至今仍被广泛使用。

高压放电时除了加速电源滤波元件的贮能快速释放外，高压电缆、灯丝电源组件、轰击电源组件和偏扫电源组件与低压端间的寄生电容的贮能也会快速释放，共同形成放电冲击。目前，抑制电子枪放电危害的技术手段对加速电源滤波电容形成的放电冲击有较好缓冲作用，但对高压电缆、灯丝电源组件、轰击电源组件和偏扫电源组件与低压端间的寄生电容形成的放电冲击无缓冲效果，对于诸如精密小焊件焊接、电子束打孔、毛化、刻蚀、快速制造等电子束微细精密加工领域，电击穿极容易造成严重的加工缺陷，会造成巨大的经济损失甚至严重后果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有电子枪产生高压放电危害的问题，提供一种具备抑制电子枪放电危害功能的电子束系统。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

具备抑制电子枪放电危害功能的电子束系统，由高压油箱、高压电缆和电子枪组成。高压油箱包括油箱外壳、油箱电缆头、油箱电极和油箱电源组件；油箱电缆头穿设在油箱外壳上，油箱电缆头的壳内端通过油箱导线与油箱电极相连。电子枪包括电子枪外壳、电子枪电缆头、绝缘子、电子枪电极、阴极及栅偏极组件、阳极；电子枪电缆头穿设在电子枪外壳上，电子枪电缆头的壳内端通过电子枪导线与电子枪电极相连。油箱电缆头的壳外端和电子枪电缆头的壳外端通过高压电缆相连。与现有技术不同的是，高压油箱的油箱外壳内还设有油箱抑制装置，该油箱抑制装置呈环状，且油箱导线从该油箱抑制装置的中心穿过；和/或电子枪的电子枪外壳内还设有电子枪抑制装置，该电子枪抑制装置呈环状，且电子枪导线从该电子枪抑制装置的中心穿过。

上述方案中，油箱抑制装置环套在油箱电缆头的壳内端的外侧。

所述油箱抑制装置的组成形式为：由m个第一种抑制单元组成，其中m≥1的整数；或由n个第二种抑制单元组成，其中n≥1的整数；或由i个第一种抑制单元和j个第二种抑制单元组成，其中i≥1的整数，j≥1的整数。

上述方案中，电子枪抑制装置环套在电子枪电缆头的壳内端的外侧。

所述电子枪抑制装置的组成形式为：由p个第一种抑制单元组成，其中p≥1的整数；或由q个第二种抑制单元组成，其中q≥1的整数；或由s个第一种抑制单元和t个第二种抑制单元组成，其中s≥1的整数，t≥1的整数。

上述油箱抑制装置中的第一种抑制单元和电子枪抑制装置的第一种抑制单元结构相同，均由闭合的高频第一铁芯构成。

上述油箱抑制装置中的第二种抑制单元和电子枪抑制装置的第二种抑制单元结构相同，由闭合的高频第二铁芯、环绕在第二铁芯上的感应绕组和串接在感应绕组两端的吸收电阻构成。

与现有技术相比，本发明具有如下特点：

1、通过在电子枪高压入线端和/或高压油箱高压出线端加入抑制装置来提高抑制电子枪放电危害的效果。