[实用新型]一种高频引燃空心阴极真空电弧阴极结构装置

说明书

为了提高空心阴极真空电弧的高频引弧效率，本实用新型提出了一种高频引燃空心阴极真空电弧阴极结构装置。本实用新型对夹持空心阴极的结构进行电绝缘处理，避免夹持空心阴极的结构出现辉光放电，实现高频方式快速引燃空心阴极真空电弧。所述一种高频引燃空心阴极真空电弧阴极结构装置的特征主要包括：带有高频发生器的电弧电源、水冷套、空心阴极、工件、真空室、真空抽气系统、聚四氟乙烯的圆盘结构、聚四氟乙烯的圆筒结构、陶瓷筒、陶瓷冒、法兰盘、螺母、阴极夹等，带有高频发生器的电弧电源的阴极和阳极分别与空心阴极和工件连接。本实用新型的引弧稳定性优良，操作工艺简单，适于真空电弧技术在工业生产中推广应用。

技术领域

本实用新型提出了一种高频引燃空心阴极真空电弧阴极结构装置，涉及真空电弧物理气相沉积、真空电弧焊接技术领域。

背景技术

真空环境的氧、氮、氢等杂质气体的含量极低，真空环境下的电弧具有优良物理性能，是一种良好的材料加工方法。真空电弧蒸发镀膜技术可以获得高质量的涂层。空心阴极真电弧由于具有电弧能量集中、真空保护的无污染、对弧长不敏感等特点，作为地面的工业应用有效热源及太空的焊接热源引起广泛研究。

空心阴极真空电弧放电工作于真空环境，工作气体流经空心阴极内部，在空心阴极内部及空心阴极与阳极之间形成放电。空心阴极真电弧首先应用于低气压条件下的高电离度离子产生的等离子体源，随着放电机理研究的深入，空心阴极真电弧逐渐广泛地应用于物理气相沉积、材料的熔化焊、堆焊和真空钎焊等工艺。

在真空环境下，空心阴极引弧方式分为接触引弧和非接触引弧，非接触引弧包括高频引弧、高压引弧及电阻加热引弧。高频引弧是一种方便的空心阴极真空电弧引燃方式，但是利用高频发生器在低气压条件下引燃空心阴极真空电弧较为困难，原因是：夹持空心阴极的结构与工件之间的电绝缘强度降低，致使夹持空心阴极的结构容易发生高频辉光放电现象，造成空心阴极真空引弧失败，空心阴极引弧成功率不稳定，影响着空心阴极真空电弧的应用。

实用新型内容

针对夹持空心阴极的结构的电绝缘强度降低致使空心阴极的高频引弧不稳定的问题，本实用新型提供一种高频引燃空心阴极真空电弧阴极结构装置，具有引弧快和稳定的特点。

本实用新型为解决上述问题采取的技术方案是：为了避免夹持空心阴极的结构出现高频辉光放电现象，本实用新型公开了一种高频引燃空心阴极真空电弧阴极结构装置，夹持空心阴极的结构设置电绝缘结构，提高夹持空心阴极的结构与工件之间的电绝缘强度，使得高频辉光放电出现在空心阴极与工件，实现高频辉光等离子体快速加热空心阴极并引燃空心阴极真空电弧放电。

其特征是所述一种高频引燃空心阴极真空电弧阴极结构装置包括电弧电源、空心阴极、工件、抽真空系统、真空室、水冷套、聚四氟乙烯的圆盘结构、聚四氟乙烯的圆筒结构、陶瓷筒、陶瓷冒、法兰盘、螺母、阴极夹，聚四氟乙烯的圆盘结构与聚四氟乙烯的圆筒结构通过螺纹连接为一个整体，陶瓷筒在水冷套外，陶瓷冒与螺母通过螺纹连接，陶瓷冒顶压陶瓷筒，法兰盘与水冷套为焊接连接，螺母和阴极夹的中心孔为气体通道，阴极夹与螺母为螺纹连接，空心阴极与阴极夹通过过盈配合连接，螺母与水冷套为螺纹连接，气体经由阴极夹、螺母、空心阴极进入真空室，空心阴极与电弧电源的负极连接，工件与电弧电源的正极连接，抽真空系统与真空室左侧下部的出气口连接，空心阴极通过法兰盘与真空室连接密封。

进一步的，所述的空心阴极的材质为高熔点的纯钨、镧钨；高频发生器位于电弧电源内部，其正极和负极分别与电弧电源的正极和负极连接，空心阴极与工件之间获得稳定电弧放电时，高频发生器自动切断。

进一步的，空心阴极与工件之间的距离为5mm～50mm；聚四氟乙烯的圆筒结构与陶瓷筒之间的叠加距离为5mm～30mm。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提出了在夹持空心阴极的结构设置电绝缘结构的一种高频引燃空心阴极真空电弧阴极结构装置，避免高频辉光放电出现在夹持空心阴极的结构，保证高频有效引燃空心阴极真空电弧，满足空心阴极真空电弧的科研和工业需求。