Компактный источник электронного пучка для установок электронно-лучевой сварки с расположением электронной пушки и источника высоковольтного напряжения в едином моноблоке. Концепция и стендовые испытания прототипа моноблока

Автор: Семенов Ю.И., Болховитянов Д.Ю., Довженко Б.А., Гусев И.А., Девятайкина Т.А., Косачев М.Ю., Купер Э.А., Логачев П.В., Прокопец В.В., Протопопов А.Ю., Репков В.В., Сеньков Д.Ю., Старостенко А.А., Цыганов А.С., Жариков А.А.

Журнал: Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu

Рубрика: Исследования. Проектирование. Опыт эксплуатации

Статья в выпуске: 6 т.15, 2022 года.

Бесплатный доступ

Представлен прототип компактного источника электронного пучка для установок электронно-лучевой сварки с расположением электронной пушки и источника высоковольтного напряжения в едином моноблоке. Размещение электронной пушки, источника высоковольтного напряжения, электроники управления пучком и питания накала катода источника электронного пучка для электронно-лучевой сварки в едином корпусе-моноблоке снижает вес и стоимость (за счёт уменьшения количества используемых материалов), объём и занимаемые производственные площади. Это существенно расширяет возможности применения представляемого типа источников электронного пучка в разнообразных областях деятельности человека, в том числе в космических технологиях в открытом пространстве космоса. Цель работы - показать целесообразность концепции компоновки источникаэлектронного пучка в едином корпусе-моноблоке на примере стендовых испытаний прототипа источника-моноблока. Спроектирован иизготовлен прототип источника-моноблока. Проведены его предварительные стендовые испытания с лазерным подогревом катода. Обсуждаются возможные применения. Получен электронный ток источника до 70 мА с энергией 90 кэВ. Данный результат демонстрирует возможность практической реализации нового способа компоновки источника электронного пучка.

Еще

Электронно-лучевая сварка, лазерный подогрев катода со стороны его эмиссионной поверхности, измерение профиля электронного пучка, компактный источник электронного пучка, новый способ компоновки источника электронного пучка, управление током источника электронного пучка модуляцией мощности лазера подогрева катода, электронно-лучевая сварка в космическом пространстве

Еще

Короткий адрес: https://sciup.org/146282524

IDR: 146282524 | DOI: 10.17516/1999-494X-0429

Список литературы Компактный источник электронного пучка для установок электронно-лучевой сварки с расположением электронной пушки и источника высоковольтного напряжения в едином моноблоке. Концепция и стендовые испытания прототипа моноблока

Михальченков А. В., Цыплаков Р. Ш., Успенский Н. В. Электронно-лучевая сварка. Преимущества и недостатки, Актуальные проблемы авиации и космонавтики, 2017, 1, 412-14 [Mikhalchenkov A. V., Tsyplakov R. Sh., Uspensky N. V. Electron beam welding. Advantages and disadvantages, Actual problems of aviation and astronautics, 2017, 1, 412-414 (in Russian)].
Львов В. А. Электронно-лучевая сварка крупногабаритных изделий ракетостроения на современном уровне. Материалы XXIII Международной научно-практической конференции «Решетневские чтения», Красноярск, 2019, 1, 260-261. [Lvov V. A. Electron-beam welding of large rocket products at the modern level. Materials of the XXIII International Scientific and Practical Conference "Reshetnev Readings". Krasnoyarsk, 2019, 1, 260-261 (in Russian)].
Semenov Yu.I., Akimov V. E., Batazova M. A., Dovzhenko B. A., Ershov V. V., Frolov A. R., Gusev Ye.A., Gusev I. A., Konstantinov V.M, Kuper E. A., Kuznetsov G. I., Kot N. Kh., Kozak V. R., Logachev P. V.,.Mamkin V.R, Selivanov A. N., Medvedko A. S., Nikolaev I. V., Protopopov A. Yu, Pureskin D. N., Repkov V. V., Senkov D. V., Tsyganov A. S. 60 keV 30 kW electron beam facility for electron beam technology, Proc. EPAC 2008, Genoa, Italy, 2008, 1887-1889.
Алякринский О. Н., Губин К. В., Косачев М. Ю., Купер Э. А., Логачев П. В., Медведев А. М., Овчар В. К., Репков В. В., Семенов Ю. И., Сизов М. М., Старостенко А. А., Федотов М. Г., Цыганов А. С. Прототип источника пучка электронов с лазерным подогревом катода. Научное приборостроение, 2018, 28(4), 8-14. [Alyakrinsky O. N., Gubin K. V., Kosachev M. Yu., Kuper E. A., Logachev P. V., Medvedev A. M., Ovchar V. K., Repkov V. V., Semenov Yu I., Sizov M. M., Starostenko A. A., Fedotov M. G., A. S. Tsyganov. Prototype of an electron beam source with laser heated cathode, Scientific Instrumentation, 2018, 28(5), 8-14 (in Russian)]
Алякринский О. Н., Девятайкина Т. А., Павлюченко В. А., Семенов Ю. И., Старостенко А. А., Цыганов А. С. Разработка источника электронов на энергию 120 кэВ для электроннолучевой сварки, Электронно-лучевая сварка и смежные технологии: Материалы IVмеждународной конференции. М., 2021, 341-348. [ Alyackrinskiy O. N., Devyataikina T. A., Pavlyuchenko V. A., Semenov Yu. I., Starostenko A. A., Tsygunov A. S. Development of an electron source for an energy of 120 keV for electron beam welding. Electron beam welding and related technologies, Materials of the IVinternational conference. Moscow, 2021, 341-348 (in Russian)].
Косачев М. Ю., Купер Э. А., Репков В. В., Семенов Ю. И., Старостенко А. А., Цыганов А. С. Управление током электронно-лучевой сварки посредством регулирования мощности лазера подогрева катода. Электронно-лучевые технологии КЭЛТ- 2019. Конференция с международным участием «Электронно-лучевые технологии», 2019, 144 [Kosachev M. Yu., Kuper E. A., Repkov V. V., Semenov Yu. I., Starostenko A. A., Tsygunov A. S. Controlling the current of electron-beam welding by adjusting the power of the cathode heating laser. Electron beam technologies KELT - 2019. Conference with international participation "Electron beam technologies", 2019, 144 (in Russian)].
Gusev I. A., Medvedko A. S., Protopopov A. Yu., Pureskin D. N., Senkov D. V. High-voltage source with output voltage up to 60 kV with output current up to 500 mA, Proc. RuPAC 2008. Zvenigorod, 2008, 168-170.
Сеньков Д. В., Медведко А. С. Управляющий контроллер высоковольтного источника энергоблока установки электронно-лучевой сварки. Автометрия, 2015, 51(6), 117-124. [Senkov D. V., Medvedko A. S. The control controller of the high-voltage source of the power unit of the electron-beam welding unit. Autometry, 2015, 51 (6), 117-124 (in Russian)].
Kuper E. A., Logachev P. V., Repkov V. V. et al. Automated system for setting the seam coordinates in electron-beam welding facilities. Optoelectronics, Instrumentation and Data Processing, 2015, 51(1), 45-50.
Алякринский О. Н., Батазова М. А., Болховитянов Д. Ю., Косачев М. Ю., Логачев П. В., Медведев А. М., Семенов Ю. И., Сизов М. М., Старостенко А. А., Федотов М. Г., Цыганов А. С. Прототип источника электронов с магнитным поворотом пучка для электроннолучевых технологий. Научное приборостроение, 2019, 29(1), 26-32. [Alyackrinskiy O. N., Batazova M. A., Bolkhovityanov D. Yu., Kosachev M. Yu., Logatchov P. V., Medvedev A. M., Semenov Yu.I., Sizov M. M., Starostenko A. A., Tsygunov A. S. Prototype of an electron source with magnetic beam rotation for electron-beam technologies, Scientific Instrumentation, 2019, 29(1), 26-32 (in Russian)].
Medvedev A. M., Semenov A. M., Semenov Yu.I., Sizov M. M., Starostenko A. A., Tcyganov A. S. EBW application for the manufacture of HEBT dipole vacuum chambers, FAIR, Elecrotechnica & electronica E+E, The Union of Electronics, Electrical Engineering and Telecommunications, CEEC, Bulgaria, 2016, 51(5-6), 148-152.
Семенов Ю. И., Алякринский О. Н., Болховитянов Д. Ю., Логачев П. В., Медведев А. М., Спесивцев А. Б., Старостенко А. А. Яминов К. Р. Макет 3D-принтера для изготовления металлических структур из тугоплавких металлов с помощью электронно-лучевых аддитивных технологий, Взаимодействие высококонцентрированных потоков энергии с материалами в перспективных технологиях и медицине: Доклады VI Всероссийской конференции, Новосибирск, 24-27 марта 2015 г., Новосибирск, Параллель, 2015, 2, 76-79. [Semenov Yu.I., Alyackrinskiy O. N., Bolkhovityanov D. Yu., Logachev P. V., Medvedev A. M., Spesivtsev A. B., Starostenko A. A., Yaminov K. R. Model of a 3D printer for the manufacture of metal structures from refractory metals using electron beam additive technologies, Interaction of highly concentrated energy flows with materials in advanced technologies and medicine: Reports of the VI All-Russian Conference, Novosibirsk, March 24-27, 2015, Novosibirsk, Parallel, 2015, 2, 76-79 (in Russian)].
Logachev P. V., Semenov Y. I., Sharapov V. N., Boguslavsii A. E., Podgornykh N. M. Some structural and mineralogical peculiarities of quenching liquids obtained by melting of mantle ultrabasite xenoliths and mafic volcanics by an electron beam. Doklady Earth Sciences, 2018, 481(2), 1095-1098.
Ancharov A. I., Vosmerikov S. V., Grigoreva T. F., Kosachev M. Y., Semenov Y. I. Studying the Possibility of Obtaining High-Temperature Composites via Mechanochemical and Electron-Beam Treatment. Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics, 2018, 82(7), 877-879.
Ancharov A. I., Grigoryeva T. F., Logachev P. V., Semenov Yu.I., Starostenko A. A., Tolochko B. P. Possibility of application of hafnium and tantalum carbides as materials for additive manufacturing, The International Seminar on Interdisciplinary Problems in Additive Technologies "Problems of materials science in additive technologies": abstracts, Tomsk, 6-9 December 2016, Tomsk, 2016, 2.
Анчаров А. И., Григорьева Т. Ф., Грачев Г. Н., Косачев М. Ю. Исследование механоком-позитов нитрида бора с вольфрамом и с молибденом в качестве материалов электронно - лучевых и лазерных аддитивных технологий, Известия РАН. Серия физическая, 2019, 83(6), 842844. [Ancharov A. I., Grigoryeva T. F., Grachev G. N., Kosachev M. Yu. Study of mechanocomposites of boron nitride with tungsten and molybdenum as materials in electron-beam and laser additive technologies, Izvestiya RAN. Physical series, 2019, 83(6), 842-844 (in Russian)]
Liu X., Dong Q., Chen H., Wang P. Review of Electron Beam Welding Technology in Space Environment. Optik - International Journal for Light and Electron Optics, 2021, 225, 165720.
Paton B. E., Lobanov L. M., Naidich Yu. V., Asnisa Yu. A. et al. New electron beam gun for welding in space, Science and Technology of Welding and Joining, 2019, 24(4), 320-326.
Евланов Е. Н., Завьялов М. А., Тюрюканов П. М. Электронные пушки для космических аппаратов, Космические исследования, 2013, 51(5), 428-435 [Evlanov E. N., Zavyalov M. A., Tyuryukanov P. M. Electron guns for space vehicles, Space Research, 2013, 51(5), 428-435 (in Russian)].
Шиллер З., Гайзиг У, Панценр З. Электронно-лучевая технология, М., Энергия, 1980, 528 с. [Schiller Z., Geisig W., Panzenr Z. Electron-beam technology, Moscow, Energia, 1980, 528 p. (in Russian)].
Бычков А. Д., Филин В. М. Межорбитальная транспортная система с Лунным экспедиционным комплексом, собираемым на низкой околоземной орбите с использованием ракетоносителей тяжелого класса, Инженерный журнал: наука и инновации, 2017, 9, 1-19 [Bychkov A. D., Filin V. M. Interorbital transport system with the Lunar Expeditionary Complex assembled in low Earth orbit using heavy launch vehicles, Engineering Journal: Science and Innovations, 2017, 9, 1-19 (in Russian)].
Константинов М. С. Анализ требуемого совершенства ядерной электроракетной двигательной установки для марсианской экспедиции длительностью два года. Космические исследования, 2018, 56(5), 412-427 [Konstantinov M. S. Analysis of the required perfection of a nuclear electric propulsion system for a two-year Martian expedition, Space Research, 2018, 56(5), 412-427 (in Russian)].
Литовченко А. А., Делков А. В. Системы охлаждения космических аппаратов. Актуальные проблемы авиации и космонавтики: материалы VI Международной научно-практической конференции, посвященной Дню космонавтики. В 3-х томах. Под общ. ред. Ю. Ю. Логинова, 2020, 237-239 [Litovchenko A. A., Delkov A. V. Spacecraft cooling systems, Actual problems of aviation and astronautics: materials of the VI International scientific-practical conference dedicated to the Day of Cosmonautics. In 3 volumes. Ed. by Yu. Yu. Loginov, 2020, 237-239 (in Russian)].
Севостьянов Н. Н., Горшков Л. А., Семенов В. Ф., Григорьев А. И., Зеленый Л. М. Иванов Н. М., Потапов А. Н., Сметанников В. П. Пилотируемая экспедиция на Марс. М., Российская академия космонавтики им. К. Э. Циолковского, 2006, 320 с. [Sevostyanov N. N., Gorshkov L. A., Semenov V. F., Grigoriev A. I., Zeleny L. M. Ivanov N. M., Potapov A. N., Smetannikov V. P. Manned Expedition to Mars. Moscow, Russian Academy of Cosmonautics named after K. E. Tsiolkovsky, 2006, 320 p. (in Russian)].

Еще

Статья научная