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1、第28卷第4期甘 肃 工 业 大 学 学 报Vol.28No.42002年12月JournalofGansuUniversityofTechnologyDec.2002 文章编号:100025889(2002)0420007203空间电子束电聚焦系统的设计1122李春旭,蒋彩云,何成旦,许启晋(11甘肃工业大学材料科学与工程学院,甘肃兰州 730050;2.兰州物理研究所,甘肃兰州 730000)摘要:根据国内外空间焊接技术的研究状况,提出了我国空间电子束焊枪用等径三圆筒单透镜作为主透镜的电聚焦系统设计方案和计算机辅助设计方法,利用计算机编程完成
2、了聚焦系统的参数概算并取得了满意的结果.研究结果表明:电子束电流散焦小,在偏转磁场中束截面较小,工件上的束斑半径最小可达0.65615mm,可满足空间焊接和切割的需要,并证实了空间电聚焦系统的计算和设计方法是正确的.关键词:空间焊接;等径三圆筒单透镜;计算机辅助设计中图分类号:TN101;TG439.3文献标识码:ADesignofelectrostaticfocusingsystemofspaceelectronbeam1122LIChun2xu,JIANGCai2yun,HECheng2dan,XUQi2jin(1.CollegeofMater
3、ialsScienceandEngineering,GansuUniv.ofTech.,Lanzhou730050,China;2.LanzhouPhysicsInstitute,Lanzhou730000,China)Abstract:Thedevelopmentsituationofspaceweldingtechnologyathomeandabroadisintroduced.ThenthedesigningschemeandtheComputeraideddesign(CAD)ofmainfocusingsystemofthedomest
4、icspaceelectronbeamgunwithequi2diametralthree2barrelelectrostaticunipotentiallens.Theparameterscalculationofthefocusingsystemiscompletedonthecomputerandasatisactoryresultisgotten,showingthatthemaintargetandthedesignmethodoftheelectrostaticfo2cusingsystemarereasonableandthecalc
5、ulationiscorrect.Keywords:spacewelding;equi2diametralthree2cylinderelectrostaticunipotentiallens;CAD 空间有着无限的财富和能源,空间领域已成为焊接和切割)将成为保障航天飞行器可靠而安全使高技术发展的热点区.随着航天技术、宇宙科学研究用的必不可少的措施.未来航天飞行器的空间组装和空间工业的发展,为实现更大规模的空间利用,空和维修均离不开焊接,可见发展适用于空间环境的[1]间大国都十分重视发展在轨建造技术,以实现对大焊接技术十分必要.型空间站等长寿命飞
6、行器的轨道组装.此外,长寿命从国外多年的研究成果看,电子束焊接是空间航天飞行器在使用过程中,由于陨石和宇宙碎片的焊接的理想方法.而该项技术的核心是电子枪的设碰撞穿孔、太空射线辐射、空间温度急剧变化以及空计问题.目前,美国和前苏联均已成功研制出空间手间材料本身故障等原因,飞行超过2000昼夜,就需携式电子束焊枪.而国内在这方面的研究尚属空白,要维修.而随着飞行器飞行时间的增长和规模的不为此本文就空间电子束电聚焦系统项目进行了研断扩大,故障率必然增大,因此空间维修(包括空间究.1 设计方案 收稿日期:2002205222 基金项目:863国防科研计
7、划项目(8632222),甘肃省自然科学空间站用手工电子束焊枪与地面用电子束焊枪基金(ZS0222A252014) 作者简介:李春旭(19412),女,辽宁鞍山人,教授,博导.在原理上没有区别.电子枪依靠阴极发射电子,电子 甘肃工业大学学报·8· 第28卷在阳极与阴极之间的加速电压作用下被加速,同时单透镜一般由三个电极组成,两个外电极的电在聚束极作用下被汇聚成束从阳极孔通过,通过阳压相等,故透镜两边是电位相同的等位区,中间极电极的电子束又在电荷作用下发散,利用电(或磁)透位可以低于或高于外电极电位,而以前者用得
8、较多.镜将电子束汇聚到工件上撞击工件使金属熔化实现单透镜的电极和等位面形状一般是左右对称的,又[4]焊接.电子枪可分为两个
