Электроннолучевой нагрев - 1

Более высокую стойкость катода и меньшую возможность для возникновения разрядов между электродами, нарушающими нормальную работу устройства, имеют электронные термические установки с направленным потоком (лучом) электронов. Получение направленного пучка электронов производится с помощью электроннолучевых пушек, в основе работы которых лежит способность электронов изменять свою траекторию при прохождении через электрическое или магнитное поле. Используя законы электронной оптики, подбором формы и интенсивности поля можно свободнолетящие электроны собрать в электронный пучок.

Электроннолучевая пушка представляет собой систему из двух электродов, находящихся под разностью потенциалов и изолированных друг от друга. В прорези одного электрода, называемого катодным, располагается термокатод, в другом электроде — анодном имеется также прорезь, соответствующая форме электронного пучка. Конфигурация электродов выбирается такой, чтобы эмиттируемые термокатодом электроны под действием электрического тюля в межэлектродном пространстве собирались в плотный пучок.

За пределами анодного электрода электроны, образующие луч, движутся по инерции до поверхности нагреваемого металла. Отсутствие разгоняющего напряжения в зоне нагрева значительно снижает количество разрядов в процессе работы установки. С помощью электроннолучевых пушек можно получать пучки самой различной конфигурации. В нагревательных электроннолучевых установках наиболее широко используются полые конические пучки, сплошные цилиндрические, конические и плоские. Управление лучом, т.е. его перемещение по нагреваемой поверхности или по зеркалу ванны жидкого металла, производится с помощью отклоняющих электромагнитных катушек.

Плавка электронным лучом в высоком вакууме не только применяется для выплавки жароупорных металлов, но и может быть использована для повышения качества специальных сталей. Сталь, полученная таким способом, работает вчетверо дольше обыкновенной, и детали, сделанные из нее, более надежны.