基于磁透镜结构参数的电子枪磁聚焦特性分析

作     者：常家玮 李胜波 林志树 白凤民 李国政 白宗征 CHANG Jiawei;LI Shengbo;LIN Zhishu;BAI Fengmin;LI Guozheng;BAI Zongzheng

作者机构：厦门理工学院机械与汽车工程学院厦门361024 河北志成束源科技有限公司廊坊065399 

出 版 物：《真空科学与技术学报》 (Chinese Journal of Vacuum Science and Technology)

年 卷 期：2024年第44卷第5期

页      面：463-469页

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：校企合作项目:高压电子束焊机室外动枪真空室开发(ZK-HX23031) 

主　　题：电子枪 磁聚焦系统 聚焦电流 焊缝深宽比 束斑直径 

摘      要：磁透镜是电子枪的重要组成部分,其结构会影响磁聚焦性能,从而影响束斑直径与电子束焊接质量。文章以国产ZD-VEBW系列高压电子束焊接设备电子枪为研究对象,构建电子枪束源与电磁聚焦结构的物理模型,并借助CST平台,仿真分析了球差影响下的束斑形貌和不同聚焦电流下磁透镜铁壳内径、铁壳开口对束斑直径的影响。设计环形挡板实现了磁透镜铁壳内径、铁壳开口参数的调整,并进行聚焦电流变化下的焊接实验研究。实验结果表明:磁透镜结构参数的合理设计可以达到更优的磁聚焦特性、更小束斑直径与更大的焊缝深宽比,实验验证了仿真结果的正确性,文章的研究对国产ZD-VEBW系列高压电子枪磁透镜结构的设计和该系列电子枪焊接质量的提升提供了理论和实验指导。