Технологический процесс изготовления вольфрамового торированного карбидированного катода
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
етодом электрополирования наблюдалось устойчивое повышение удельной эмиссии.
4. Особенности изготовления решетки ВТКК
Как уже отмечалось, одной из основных конструкций ВТКК в мощных генераторных лампах является решетчатая. Это цилиндрическая конструкция, образованная двумя слоями проволок. Места пересечения проволоки фиксируют точечной контактной сваркой. Концы решетки приваривают к чашкам аргонодуговой, электронно-лучевой сваркой или пайкой. К нижней чашке приваривают держатель. Таким образом, решетчатый катод представляет собой цельносварную неразъемную конструкцию.
Перед сваркой детали катода проходят специальную очистку. В качестве дополнительной обработки применяют отжиг проволоки в атмосфере водорода при 1400... 1700 К. Молибденовые чашки и держатели травят в расплаве азотно-кислых солей калия и натрия.
Сварке решетки предшествует ее формообразование - навивка. Навивку осуществляют, как правило, механическим способом на специальных оправках, являющихся одновременно и инструментом для сварки перекрытий проволок решетки. Сварку проводят на монтажно-сварочных столах. Широкой механизации и автоматизации сварки решеток препятствует ряд конструктивных и технологических особенностей, затрудняющих получение доброкачественных сварных точек. Рассмотрим наиболее характерные из них.
А)Относительное удлинение верхних проволок на практике называется наплыв. Оно обусловлено тем, что при сварке верхняя проволока в каждой точке осаживается на определенную величину по отношению к остающейся неподвижной на оправке нижней проволоке и занимает некоторое положение ближе к центру решетки. Вследствие этого длина каждой верхней проволоки оказывается больше длины спиральной линии на цилиндре с диаметром, соответствующим положению верхних проволок в местах сварки.
Наплыв проволоки проявляется в том, что по мере сварки свободные концы верхних проволок ослабевают, смещаются от номинального положения, размерность ячеек нарушается, смещаются и места перекрестий проволок. Это приводит к нарушению геометрии ячеек решетки, трещинам даже к излому проволоки.
Снизить отрицательные явления, связанные с наплывом, можно следующим методом. Решетку по длине разбивают на участки с ровным количеством рядов перекрытий. После сварки 1-го ряда в середине решетки производят сварку каждого 8-го (или 4-го) ряда. При этом сразу сваривают и крайние ряды перекрытий. Затем сваривают средние ряды каждого из участков и т. д., пока не будут сварены все перекрестия решетки.
Б)Изгиб проволок при навивке. Проволока, навитая на оправку, представляет собой изогнутый стержень, деформация которого не вышла за пределы упругости. Вследствие этого в проволоке действуют внутренние напряжения от изгиба: на выпуклой стороне - растяжение, на вогнутой - сжатие.
При навивке проволока может лечь на оправку как выпуклой, так и вогнутой частью. Поэтому напряжение от изгиба проволок при навивке, сохраняя указанные закономерности распределения, на практике носит хаотический характер.
Если в прилегающей к сварной точке зоне действуют напряжения растяжения, то это создает опасность образования поперечных трещин
Полностью избавиться от вредного влияния изгиба проволок на качество сварки перекрестий невозможно, но уменьшить его можно применяя специальные технологические приемы. Важнейшими из них являются механизированная навивка и отжиг проволоки в водороде для уменьшения ее исходной кривизны.
В). Изгиб проволок во время сварки. Проволока верхнего ряда в точке сварки осаживается на некоторую величину. На этом участке кривизна проволоки уменьшается. После сварки и осадки на верхней проволоке с внутренней стороны в месте образования сварной точки появляются растягивающие напряжения, а с ними и опасность образования поперечных трещин. После сварки двух ближайших соседних точек, лежащих на этой же проволоке, кривизна проволоки на данном участке восстанавливается и опасность трещинообразования снижается. Таким образом, наибольшая опасность трещинообразования создается от момента сварки в данной точке до сварки каждой очередной точки на данной проволоке. Напряжения в проволоках от изгиба при сварке суммируются с напряжениями от изгиба при навивке: и увеличивают опасность возникновения поперечных трещин.
5. Технология карбидирования ВТКК
.1 Оптимизация структуры карбидного слоя
После формообразования (изготовления из проволоки или ленты) катод проходит стадию карбидирования, которая заключается во взаимодействии нагретой до температуры 2000...2300 К поверхности торированного вольфрама с атомарным углеродом, образующимся в результате термической диссоциации паров углеводородов (бензол, нафталин, толуол и др.). Процесс ведется либо в вакууме (вакуумное карбидирование), либо в газе-носителе (чаще всего водородное карбидирование). В результате карбидирования поверхностный слой торированного вольфрама будет представлять собой карбид вольфрама.
Образующийся слой карбида вольфрама должен иметь такой фазовый состав, структуру и толщину, чтобы гарантировать формоустойчивость катода, создание запаса восстановленного тория, диффузию тория к поверхности и равномерное заполнение поверхности торием за счет миграции его атомов. Процесс образования карбидного слоя определяется температурой поверхности катода, концентрацией паров углеводорода, продолжительностью карбидирования, состоянием пове