一种电子枪阴极热屏组件的新型焊接方式的制作方法

1.本发明属于电子设备技术领域，具体提供了一种电子枪阴极热屏组件的新型焊接方式。


背景技术：

2.电子枪是一种产生、加速及汇聚高能量电子束流的装置，电子枪发射出具有一定能量、一定束流以及速度和角度的电子束。在电子枪中，热子一般选用钨丝，通电加热后，表面产生大量的热电子，在阳极和阴极之间的高压电场作用下，热电子加速向阳极方向移动，并获得很高的动能，在聚焦极的作用下将电子束流聚焦。
3.现有用于电子枪热屏组件的阴极筒大多采用钼金属作为制作材料，不易进行焊接，因此，现有的电子枪通常采用铂金皮作为过渡焊料，并采用激光焊接的方式将阴极筒与阴极支撑筒焊接在一起。即首先将铂金皮与阴极筒进行激光焊接，然后再将焊接有铂金皮的阴极筒与阴极支撑筒进行焊接，以使铂金皮起到焊料的作用。但是，当电子枪进行工作时，热子会产生大量的热量，而用于焊接的铂金皮在高温下容易出现蒸散的现象，极易对电子枪的阴极造成污染，影响电子枪阴极的电子发射效果；同时，铂金皮的蒸散也导致阴极筒与阴极支撑筒之间的结合力下降，导致出现阴极筒从阴极支撑筒上脱落的现象。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有电子枪热屏组件的焊接方式容易导致阴极的电子发射效果降低以及结合性不佳的问题，本发明提供了一种电子枪阴极热屏组件的新型焊接方式，所述阴极热屏组件包括具有安装腔的热屏筒、设置于所述安装腔内部的阴极组件和热子组件；在所述热屏筒的轴向方向上，所述热子组件设置于所述阴极组件的下部；
5.所述阴极组件包括具有容纳腔的阴极筒、设置于所述阴极筒的上端部并遮盖所述容纳腔的阴极饼以及套设于所述阴极筒外周面和下端部的阴极支撑筒，所述阴极支撑筒的底部开设有热子通过孔，所述热子通过孔与所述容纳腔相连通；所述阴极热屏组件的焊接方式包括如下步骤：
6.压紧步骤：向阴极筒和阴极支撑筒施加预压力，以将阴极筒和阴极支撑筒的接触面进行压紧形成导电通路；
7.电阻焊熔接步骤：向阴极筒和阴极支撑筒通电，以在阴极筒和阴极支撑筒的连接处形成熔核；
8.断电锻压步骤：停止向阴极筒和阴极支撑筒通电，保持阴极筒和阴极支撑筒之间的压力，以使熔核冷却结晶。
9.优选地，所述阴极热屏组件的焊接方式还包括有预热脉冲步骤，所述预热脉冲步骤设置于所述压紧步骤和所述电阻焊熔接步骤之间；
10.预热脉冲步骤：向阴极筒和阴极支撑筒施加低电压，以使阴极筒和阴极支撑筒接
触面的温度升高。
11.优选地，所述阴极热屏组件的焊接方式还包括有加压步骤，所述加压步骤设置于所述电阻焊熔接步骤和所述断电锻压步骤之间；
12.加压步骤：向阴极筒和阴极支撑筒之间进一步施加压力，以压实在电阻焊熔接步骤中产生的熔核。
13.优选地，所述热子组件包括镍管以及部分套设于所述镍管内部的热子，所述热子沿所述热屏筒的轴向延伸直至穿过所述热子通过孔进入至所述阴极筒的所述容纳腔内。
14.优选地，所述容纳腔内具有三氧化二铝粉末，所述热子发热时，以使三氧化二铝粉末烧结为固态。
15.优选地，所述阴极热屏组件还包括有阴极底座，所述阴极底座设置于所述热屏筒的下部且部分插入至所述安装腔内，以使所述阴极底座上端面与所述阴极支撑筒的下端面相抵顶。
16.优选地，所述阴极底座上开设有通孔，所述热子组件能够穿过所述通孔进入至所述热屏筒的内部。
17.优选地，所述阴极支撑筒沿径向开设有隔热槽，所述隔热槽在竖直方向上的高度低于所述阴极筒的最底端。
18.优选地，所述阴极筒和所述阴极支撑筒均设置为由钼铼合金制成的结构。
19.优选地，所述阴极饼的下端部嵌设于所述阴极筒的上端面，且所述阴极饼与所述阴极筒焊接连接。
20.本领域技术人员能够理解的是，本发明前述的一种电子枪阴极热屏组件的新型焊接方式至少具有如下有益效果：
21.1、通过将阴极组件设置为包括阴极筒、设置于阴极筒上端部的阴极饼以及套设于阴极筒外周面和下端部的阴极支撑筒的形式，使得阴极筒能够与阴极支撑筒直接接触并进行焊接，在保证阴极筒和阴极支撑筒焊接效果的前提下，还能够避免电子枪热屏组件在加热过程中，产生有害杂质而导致阴极组件发射电子的能力下降的现象发生。
22.通过在阴极热屏组件的焊接方式中设置有压紧步骤，以向阴极筒和阴极支撑筒上施加预压力，使得阴极筒和阴极支撑筒的接触面能够被压紧以形成导电通路，以使在后续的通电过程中方便电流的通过，避免出现阴极筒和阴极支撑筒之间连接不紧密、存在缝隙而导致电流无法流经导致无法产热的现象发生。
23.通过在压紧步骤之后设置有电阻焊熔接步骤，并将电阻焊熔接步骤设置为向阴极筒和阴极支撑筒通电，以使阴极筒和阴极支撑筒的连接处形成有熔核的形式，使得阴极筒和阴极支撑筒的材料能够通过熔核进行紧密结合，进而保证阴极筒和阴极支撑筒之间具有良好的焊接牢固程度。
24.通过在电阻焊熔接步骤之后设置有断电锻压步骤，并将断电锻压步骤设置为停止向阴极筒和阴极支撑筒通电，保持阴极筒和阴极支撑筒之间的压力，以使熔核能够在压力作用下冷却结晶的形式，形成组织致密、无缩孔且无裂纹的焊点，以进一步保证阴极筒和阴极支撑筒之间的焊接牢固程度。
25.2、通过在电子枪阴极热屏组件的焊接方式中设置有预热脉冲步骤，并将预热脉冲步骤设置于压紧步骤和电阻焊熔接步骤之间，以使电极能够向阴极筒和阴极支撑筒施加低
电压，以使阴极筒和阴极支撑筒接触面处的温度升高，便于提高阴极筒和阴极支撑筒的金属塑性，使得阴极支撑筒和阴极筒更容易紧密贴合，防止在焊接过程中出现飞溅的现象。
26.3、通过在阴极热屏组件的焊接方式中设计有加压步骤，并将加压步骤设置于电阻焊熔接步骤和断电锻压步骤之间，以使在加压步骤中能够向经过电阻焊熔接步骤而形成的熔核进行挤压，以使熔核能够被压实，防止熔核在冷却过程中产生裂纹或者缩孔，提高阴极热屏组件在焊接之后结合的稳定性。
27.4、通过将热子组件设置为包括镍管以及部分套设于镍管中的热子的形式，以使镍管能够对未伸入至容纳腔中的部分热子进行保护，避免电子枪在工作时产生振动导致热子损伤或者变形的现象发生。而热子还能够沿热屏筒的轴向进行延伸，直至热子穿过阴极支撑筒的热子通过孔进入至阴极筒中的容纳腔内，以使热子能够对阴极筒以及阴极饼进行加热，进而阴极饼或者阴极筒上能够产生电子。
28.5、通过在阴极支撑筒上沿径向开设有隔热槽，并将隔热槽在竖直方向上的高度设置为低于阴极筒的最底端的形式，以使阴极筒中的热量能够被隔热槽所阻挡，避免隔热槽中的热量越过隔热槽向下传递，导致阴极筒和阴极饼的温度降低，产生电子的能力下降的现象发生。同时，隔热槽还能够保证隔热槽的下部空间维持于一个相对低温的环境，避免温度过度升高导致损伤电子枪的现象发生。
附图说明
29.下面参照附图来描述本发明的部分实施例，附图中：
30.图1是本发明第一实施例中电子枪阴极热屏组件的结构示意图；
31.图2是本发明第一实施例中电子枪阴极热屏组件的焊接方式流程图；
32.图3是本发明第二实施例中电子枪阴极热屏组件的焊接方式流程图；
33.图4是本发明第三实施例中电子枪阴极热屏组件的焊接方式流程图。
34.附图标记列表：
35.1-热屏筒；2-阴极组件；21-阴极筒；211-容纳腔；22-阴极饼；23-阴极支撑筒；231-热子通过孔；232-隔热槽；3-热子组件；31-镍管；32-热子；4-三氧化二铝粉末；5-阴极底座。
具体实施方式
36.本领域技术人员应当理解的是，下文所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，该部分实施例旨在用于解释本发明的技术原理，并非用于限制本发明的保护范围。基于本发明提供的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所获得的其它所有实施例，仍应落入到本发明的保护范围之内。
37.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“顶部”“底部”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地
连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.下面参照附图并结合具体实施例来对本发明的一种电子枪阴极热屏组件的新型焊接方式进一步解释说明：
40.在本发明的第一实施例中：
41.如图1所示，阴极热屏组件包括具有安装腔的热屏筒1、设置于安装腔内部的阴极组件2和热子组件3；在热屏筒1的轴向方向上，热子组件3设置于阴极组件2的下部。热子组件3能够与外界电源相连接，使得热子组件3能够产生热量，以使阴极组件2能够产生大量的热电子。而热子组件3和阴极组件2设置于热屏筒1的安装腔内，以使热屏筒1能够热子组件3和阴极组件2进行位置限定，避免在电子枪的工作过程中，热子组件3或者阴极组件2发生振动或者脱落的现象。同时，热屏筒1还能够阻挡热子组件3所产生的热量向外扩散，以维持热屏筒1内部的温度恒定，也能够避免由于热屏筒1内热量扩散损伤电子枪其他部件的现象发生。
42.继续参照图1，阴极组件2包括具有容纳腔211的阴极筒21、设置于阴极筒21的上端部并遮盖容纳腔211的阴极饼22以及套设于阴极筒21外周面和下端部的阴极支撑筒23，阴极支撑筒23的底部开设有热子通过孔231，热子通过孔231与容纳腔211相连通
43.本领域技术人员能够理解的是，通过将阴极组件2设置为包括阴极筒21、设置于阴极筒21上端部的阴极饼22以及套设于阴极筒21外周面和下端部的阴极支撑筒23的形式，使得阴极筒21能够与阴极支撑筒23直接接触并进行焊接，在保证阴极筒21和阴极支撑筒23焊接效果的前提下，还能够避免电子枪热屏组件在加热过程中，产生有害杂质而导致阴极组件2发射电子的能力下降的现象发生。
44.如图2所示，本发明还提供了一种阴极热屏组件的焊接方式，具体包括如下步骤：
45.压紧步骤：向阴极筒21和阴极支撑筒23施加预压力，以将阴极筒21和阴极支撑筒23的接触面进行压紧形成导电通路；
46.电阻焊熔接步骤：向阴极筒21和阴极支撑筒23通电，以在阴极筒21和阴极支撑筒23的连接处形成熔核；
47.断电锻压步骤：停止向阴极筒21和阴极支撑筒23通电，保持阴极筒21和阴极支撑筒23之间的压力，以使熔核冷却结晶。
48.本领域技术人员能够理解的是，通过在阴极热屏组件的焊接方式中设置有压紧步骤，以向阴极筒21和阴极支撑筒23上施加预压力，使得阴极筒21和阴极支撑筒23的接触面能够被压紧以形成导电通路，以使在后续的通电过程中方便电流的通过，避免出现阴极筒21和阴极支撑筒23之间连接不紧密、存在缝隙而导致电流无法流经导致无法产热的现象发生。
49.通过在压紧步骤之后设置有电阻焊熔接步骤，并将电阻焊熔接步骤设置为向阴极筒21和阴极支撑筒23通电，以使阴极筒21和阴极支撑筒23的连接处形成有熔核的形式，使得阴极筒21和阴极支撑筒23的材料能够通过熔核进行紧密结合，进而保证阴极筒21和阴极支撑筒23之间具有良好的焊接牢固程度。
50.通过在电阻焊熔接步骤之后设置有断电锻压步骤，并将断电锻压步骤设置为停止
向阴极筒21和阴极支撑筒23通电，保持阴极筒21和阴极支撑筒23之间的压力，以使熔核能够在压力作用下冷却结晶的形式，形成组织致密、无缩孔且无裂纹的焊点，以进一步保证阴极筒21和阴极支撑筒23之间的焊接牢固程度。
51.作为本发明一种优选的实现方式，如图1所示，热子组件3包括镍管31以及部分套设于镍管31内部的热子32，热子32沿热屏筒1的轴向延伸直至穿过热子通过孔231进入至阴极筒21的所述容纳腔211内。
52.本领域技术人员能够理解的是，通过将热子组件3设置为包括镍管31以及部分套设于镍管31中的热子32的形式，以使镍管31能够对未伸入至容纳腔211中的部分热子32进行保护，避免电子枪在工作时产生振动导致热子32损伤或者变形的现象发生。而热子32还能够沿热屏筒1的轴向进行延伸，直至热子32穿过阴极支撑筒23的热子通过孔231进入至阴极筒21中的容纳腔211内，以使热子32能够对阴极筒21以及阴极饼22进行加热，进而阴极饼22或者阴极筒21上能够产生电子。
53.作为本发明一种优选的实现方式，如图1所示，容纳腔211内具有三氧化二铝粉末4，当热子32发热时，以使三氧化二铝粉末4烧结为固态。
54.本领域技术人员能够理解的是，通过在容纳腔211内设置有三氧化二铝粉末4，以使热子32发热时，三氧化二铝粉末4能够烧结为固态，以对阴极筒21和穿入至容纳腔211中的热子32进行固定限位，避免在电子枪的工作过程中出现热子32晃动，导致电子枪工作性能不稳定的现象发生。
55.作为本发明一种优选的实现方式，如图1所示，阴极热屏组件还包括有阴极底座5，阴极底座5设置于热屏筒1的下部且部分插入至安装腔内，以使阴极底座5的上端面与阴极支撑筒23的下端面相抵顶。
56.本领域技术人员能够理解的是，通过在热屏筒1的下部设置有阴极底座5，并将阴极底座5设置为与阴极支撑筒23想抵顶的形式，使得阴极底座5能够对热屏筒1的下部形成密封，避免热屏筒1中的热量向外扩散。同时，阴极底座5能够对阴极支撑筒23进行抵顶，以对阴极支撑筒23进行位置限定，避免阴极支撑筒23连同阴极筒21出现向下滑动的现象。
57.作为本发明一种优选的实现方式，如图1所示，阴极底座5上开设有通孔，热子组件3能够通过通孔进入至热屏筒1的内部。
58.本领域技术人员能够理解的是，通孔不仅能够为热子组件3进入热屏筒1的内部让位，还能够通过与热子组件3相接触来对热子组件3提供径向方向上的位置限定，避免热子组件3热屏筒1的内部左右晃动。
59.作为本发明一种优选的实现方式，如图1所示，阴极支撑筒23沿径向开设有隔热槽232，隔热槽232在竖直方向上的高度低于阴极筒21的最底端。
60.本领域技术人员能够理解的是，通过在阴极支撑筒23上沿径向开设有隔热槽232，并将隔热槽232在竖直方向上的高度设置为低于阴极筒21的最底端的形式，以使阴极筒21中的热量能够被隔热槽232所阻挡，避免隔热槽232中的热量越过隔热槽232向下传递，导致阴极筒21和阴极饼22的温度降低，产生电子的能力下降的现象发生。同时，隔热槽232还能够保证隔热槽232的下部空间维持于一个相对低温的环境，避免温度过度升高导致损伤电子枪的现象发生。
61.作为本发明一种优选的实现方式，如图1所示，阴极饼22的下端部嵌设于阴极筒21
的上端面，且阴极饼22与阴极筒21通过焊接连接。
62.本领域技术人员能够理解的是，通过将阴极饼22的下端部嵌设阴极筒21的上端面上，并将阴极饼22设置为与阴极筒21焊接连接的形式，以保证阴极饼22与阴极筒21之间的连接稳固性，避免出现阴极饼22在阴极筒21上脱落的现象。
63.作为本发明一种优选的实现方式，阴极筒21和阴极支撑筒23均设置为由钼铼合金制成的结构。
64.本领域技术人员能够理解的是，通过将阴极筒21和阴极支撑筒23均设置为由钼铼合金制成的形式，使得阴极筒21和阴极支撑筒23能够具有相同的熔点，进而使得在对阴极筒21与阴极支撑筒23进行电阻焊熔接步骤时，阴极筒21能够和阴极支撑筒23的接触面同步融化，保证阴极筒21能够和阴极支撑筒23的材料紧密结合，以使焊接稳定性好。
65.在本发明的第二实施例中：
66.如图3所示，与第一实施例相比，本实施例中阴极热屏组件的焊接方式包括有预热脉冲步骤，预热脉冲步骤设置于压紧步骤和电阻焊熔接步骤之间。
67.因此，本实施例中阴极热屏组件的焊接方式包括有如下步骤：
68.压紧步骤：向阴极筒21和阴极支撑筒23施加预压力，以将阴极筒21和阴极支撑筒23的接触面进行压紧形成导电通路；
69.预热脉冲步骤：向阴极筒21和阴极支撑筒23施加低电压，以使阴极筒21和阴极支撑筒23接触面的温度升高；
70.电阻焊熔接步骤：向阴极筒21和阴极支撑筒23通电，以在阴极筒21和阴极支撑筒23的连接处形成熔核；
71.断电锻压步骤：停止向阴极筒21和阴极支撑筒23通电，保持阴极筒21和阴极支撑筒23之间的压力，以使熔核冷却结晶。
72.本领域技术人员能够理解的是，通过在电子枪阴极热屏组件的焊接方式中设置有预热脉冲步骤，并将预热脉冲步骤设置于压紧步骤和电阻焊熔接步骤之间，以使电极能够向阴极筒21和阴极支撑筒23施加低电压，以使阴极筒21和阴极支撑筒23接触面处的温度升高，便于提高阴极筒21和阴极支撑筒23的金属塑性，使得阴极支撑筒23和阴极筒21更容易紧密贴合，防止在焊接过程中出现飞溅的现象。
73.在本发明的第三实施例中：
74.如图4所示，与第一实施例和第二实施例相比，本实施例中的阴极热屏组件的焊接方式还包括有加压步骤，加压步骤设置于电阻焊熔接步骤和断电锻压步骤之间。
75.因此，本实施例中阴极热屏组件的焊接方式包括有如下步骤：
76.压紧步骤：向阴极筒21和阴极支撑筒23施加预压力，以将阴极筒21和阴极支撑筒23的接触面进行压紧形成导电通路；
77.预热脉冲步骤：向阴极筒21和阴极支撑筒23施加低电压，以使阴极筒21和阴极支撑筒23接触面的温度升高；
78.电阻焊熔接步骤：向阴极筒21和阴极支撑筒23通电，以在阴极筒21和阴极支撑筒23的连接处形成熔核；
79.加压步骤：向阴极筒21和阴极支撑筒23之间进一步施加压力，以压实在电阻焊熔接步骤中产生的熔核；
80.断电锻压步骤：停止向阴极筒21和阴极支撑筒23通电，保持阴极筒21和阴极支撑筒23之间的压力，以使熔核冷却结晶。
81.本领域技术人员能够理解的是，通过在阴极热屏组件的焊接方式中设计有加压步骤，并将加压步骤设置于电阻焊熔接步骤和断电锻压步骤之间，以使在加压步骤中能够向经过电阻焊熔接步骤而形成的熔核进行挤压，以使熔核能够被压实，防止熔核在冷却过程中产生裂纹或者缩孔，提高阴极热屏组件在焊接之后结合的稳定性。
82.至此，已经结合前文的多个实施例描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围并不仅限于这些具体实施例。在不偏离本发明技术原理的前提下，本领域技术人员可以对上述各个实施例中的技术方案进行拆分和组合，也可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，凡在本发明的技术构思和/或技术原理之内所做的任何更改、等同替换、改进等都将落入本发明的保护范围之内。