用于无截获栅控电子枪阴影栅装配的工装夹具及焊接方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于无截获栅控电子枪阴影栅装配的工装夹具。该无截获栅控电子枪阴影栅工装夹具包括：底座，呈中空圆柱结构，在底座的上表面沿轴向开设N个绕圆周均匀分布的底座螺孔；压块，呈中空圆柱结构，其中心孔呈上细下粗的结构，从而在压块的下部形成定位凹槽，该定位凹槽的外侧沿径向开设M个压块侧孔，同时沿轴向开设N个压块通孔；N个螺钉，其分别由压块上的N个压块通孔伸入，螺接于底座的N个底座螺孔。本发明不仅能保证高质量地焊接阴影栅与阴极组件，减少工序步骤的同时，还能保证使用过程中阴影栅不会松动、脱落。
【专利说明】用于无截获栅控电子枪阴影栅装配的工装夹具及焊接方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电子行业真空电子学【技术领域】，尤其涉及一种用于无截获栅控电子枪阴影栅装配的工装夹具及焊接方法。
【背景技术】
[0002]脉冲行波管可以实现高峰值功率的微波输出，广泛应用于相控阵干扰机、拖曳式有源诱饵、投掷式干扰机、分布式干扰机、星载发射机、无人机载SAR和各种卫星系统中。栅控脉冲行波管作为脉冲行波管的主要类型，最大的优势在于脉冲控制电压低，配套电源可靠性高。栅控方式是指在阴极近旁加一个网状栅极，通过在栅网上施加负直流电位来截止阴极电子的发射，或者施加正脉冲调制信号来控制阴极电子的发射。由于栅极和阴极的距离很近，所以工作电压比较低。栅控电子枪包括单栅和无截获栅控电子枪。单栅电子枪内只有一个栅网，单个栅网是有电子截获的，截获率一般为10% _15%，这样就会导致栅网在自身热源的情况下温度急剧上升，从而容易导致栅发射现象，因此限制了脉冲行波管的占空比和输出功率的提高，其应用仅使用于小占空比和中小功率的栅控脉冲行波管。无截获栅控电子枪主要应用于大工作比大输出功率的脉冲行波管，又称无截获栅控电子枪(实际制管中电子截获最好可以达到0.01% )。
[0003]无截获栅控电子枪是在控制栅和阴极之间加入一个与阴极同电位的阴影栅，阴影栅的栅丝与控制栅的栅丝对齐，工作时正对阴影栅下的阴极由于阴栅与阴极同电位发射被抑制，另一些靠近阴影栅的电子则因为阴影栅电位而被迫通过未被遮挡的小单元，使控制栅得到遮挡而截获的电流大为减少，提高枪的可靠性。
[0004]在无截获栅控电子枪中，为获得很好的层流电子注，阴影栅一般紧贴阴极表面放置，控制栅与阴影栅对中放置，但当行波管正常工作时，阴极由于温度最高，阴极的热位移大于阴影栅的热位移，而使阴极剧烈挤压阴影栅，从而使阴影栅产生过大的热形变或损坏，因而阴影栅与阴极面之间有一个很小的距离。理想的状态是当行波管正常工作时，在热形变下阴影栅紧贴阴极表面且没有发生多余形变。
[0005]无截获栅控电子枪对电子枪的装配要求极高，必须保证阴影栅、控制栅、栅极头和阳极头等关键零部件之间的结构参数，否则影响到电子注的聚焦以及电子注的层流性。阴影栅和阴极的同心度和平行度对电子注的成形以及行波管的通过率等有重要影响，必须通过恰当的装架模具及装架技术保证它们之间的结构参数，进而满足高通过率、大工作比、无截获栅控电子枪研制的需要。
[0006]然而，在实现本发明的过程中， 申请人:发现现有技术无截获栅控电子枪中阴影栅的装配精度不高，对电子注的聚焦以及电子注的层流性产生不利影响。
【发明内容】
[0007](一 )要解决的技术问题
[0008]鉴于上述技术问题，本发明提供了一种用于无截获栅控电子枪阴影栅装配的工装夹具及焊接方法，以提高无截获栅控电子枪中阴影栅的装配精度。
[0009]( 二)技术方案
[0010]本发明提供了一种用于无截获栅控电子枪阴影栅装配的工装夹具。该无截获栅控电子枪阴影栅工装夹具包括:底座1，呈中空圆柱结构，阴极筒52插入该底座的中心孔11内，阴极51架于底座的上方,在底座I的上表面沿轴向开设N个绕圆周均勻分布的底座螺孔12;压块2，呈中空圆柱结构，上部的直径小于阴影栅的直径，下部的直径略大于阴极筒上较粗段圆筒的直径，从而在压块2中心孔的下部形成定位凹槽21，且该定位凹槽(21)的深度小于阴极筒上较粗段圆筒的高度，该定位凹槽21的外侧沿径向开设M个压块侧孔24，同时沿轴向开设N个压块通孔23 ；N个螺钉3，其分别由压块上的N个压块通孔23伸入，螺接于底座的N个底座螺孔12，使定位凹槽21的上部压在阴影栅4的外侧边缘，将阴影栅4压紧在阴极51的上方，压块的中心孔构成观察窗，其中，N彡2，M彡2。
[0011](三)有益效果
[0012]从上述技术方案可以看出，本发明用于无截获栅控电子枪阴影栅装配的工装夹具及焊接方法不仅能保证高质量地焊接阴影栅与阴极组件，减少工序步骤的同时，还能保证使用过程中阴影栅不会松动、脱落。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为根据本发明实施例用于无截获栅控电子枪阴影栅激光焊接的工装夹具与阴影栅、阴极组件装配后的结构示意图；
[0014]图2为图1所示工装夹具中底座的剖视图；
[0015]图3为图1所示工装夹具中底座的俯视图；
[0016]图4为图1所示工装夹具中压块的俯视图；
[0017]图5为图1所示工装夹具中压块的侧视图；
[0018]图6为图1所示工装夹具中压块的剖视图。
[0019]【主要元件】
[0020]1-底座；
[0021]11-底座中心孔； 12-底座螺孔；
[0022]2-压块；
[0023]21-压块定位凹槽；22-压块中心孔；
[0024]23-压块通孔；24-压块侧孔；
[0025]3-螺钉；
[0026]4-阴影栅；
[0027]5-阴极组件；
[0028]51-阴极；52-阴极筒。
【具体实施方式】
[0029]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属【技术领域】中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。
[0030]本发明提供了一种用于无截获栅控电子枪阴影栅装配的工装夹具及焊接方法，以提高无截获栅控电子枪阴影栅的装配精度。
[0031]在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种用于无截获栅控电子枪阴影栅装配的工装夹具。图1为根据本发明实施例用于无截获栅控电子枪阴影栅激光焊接的工装夹具与阴影栅4、阴极组件5装配后的结构示意图。该阴极组件5包括阴极51和阴极筒52构成一体结构。
[0032]阴极筒52由直径不同的两段圆筒焊接而成，阴极51为上表面向下凸起的圆柱，其焊接于阴极筒上较粗段圆筒的开口处。阴影栅4位于阴极51的上方，其直径小于或等于阴极51上较粗段圆筒的直径。阴影栅4为与阴极曲率半径比较接近的轮辐栅网状结构。该阴影栅安装于阴极上但与阴极面有一个很小的距离并与阴极对准，阴影栅与阴极同电位，以抑制正对阴影栅栅丝下的阴极电子发射。
[0033]如图1所示，该工装夹具包括:底座1、压块2和四个螺钉3。图2为图1所示工装夹具中底座的剖视图。图3为图1所示工装夹具中底座的俯视图。
[0034]请参照图2和图3，该底座I呈中空圆柱结构，该底座中心孔11的内径等于阴极筒52下端外径。所述阴极筒上较细段圆筒插入该底座的中心孔(11)内，较粗段圆筒架于底座的上方。在底座上表面钻四个绕圆周均匀分布的底座螺孔12，该底座螺孔与螺钉3配合，通过压块2将阴影栅4紧紧压在阴极组件5上。
[0035]图4为图1所示工装夹具中压块的剖视图，图5为图1所示工装夹具中压块的俯视图，图6为图1所示工装夹具中压块的侧视图。请参照图4、图5和图6，该压块2呈中空圆柱结构，其中心孔呈上细下粗的结构，上部的直径小于阴影栅的直径，下部的直径略大于阴极筒上较粗段圆筒的直径，从而在压块中心孔的下部形成定位凹槽21。该定位凹槽21的深度小于阴极筒上较粗段圆筒的高度，该定位凹槽21的外侧沿径向开设M个压块侧孔24，同时沿轴向开设N个压块通孔23。
[0036]压块2的中间位置沿压块轴向形成朝向下方的压块中心孔22，通过该压块中心孔，可以观察下方的阴影栅与阴极的对准情况。在压块中心孔的外圈具有四个绕圆周均匀分布的压块通孔23，其直径比螺钉3的螺纹直径和底座螺孔的直径大，螺钉3穿过该压块通孔与底座螺孔配合。
[0037]压块2侧面距定位凹槽21较近的一端具有八个均匀分布的压块侧孔24，调节阴影栅4与阴极51的同心度，同时在这八个压块侧孔处将阴影栅4与阴极组件5焊接在一起。
[0038]请参照图1，该螺钉3的外螺纹与底座螺孔的内螺纹相配，通过所述螺钉可以将压块2与底座I紧固，调节阴影栅4与阴极51的平行度。
[0039]至此，本实施例工装夹具介绍完毕，以下介绍采用该工装夹具焊接无截获电子枪阴影栅的方法。该方法包括:
[0040]步骤A:将阴极组件的阴极筒52插入在底座的中心孔11内，阴极筒52上较粗段圆筒架设于底座I的上方；
[0041]步骤B:待焊接阴影栅4通过压块2压在阴极51上，将4个螺钉3拧紧于底座的底座螺孔12内，使阴影栅4在阴极组件上方的位置固定；
[0042]步骤C:通过压块的中心孔22测量阴影栅4上表面到阴极51上表面的距离，观测阴影栅和阴极的同心度和平行度；
[0043]步骤D:通过压块侧孔24轻微拨动阴影栅左右位置，微调阴影栅与阴极表面同心度；
[0044]步骤E:通过四个螺钉的拧紧程度，上下微调阴影栅与阴极表面平行度；以及
[0045]步骤F:待同心度和平行度符合要求后，通过八个压块侧孔24采用激光焊机的方式将阴影栅4和阴极组件5焊接在一起。
[0046]至此，已经结合附图对本实施例用于无截获栅控电子枪阴影栅激光焊接的工装夹具进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明用于无截获栅控电子枪阴影栅激光焊接的工装夹具有了清楚的认识。
[0047]此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如:
[0048](I)阴影栅栅丝结构可以是方格栅、六角蜂房栅、轮辐栅中的任意一种；
[0049](2)压块侧孔的数目可以是大于等于2的任意个，视压块的尺寸和装配精度而定，而不局限于上述实施例中的个数，一般情况下，压块侧孔的数目为4个、6个或8个；
[0050](3)压块通孔的数目可以是大于等于2的任意个，视压块的尺寸和装配精度而定，而不局限于上述实施例中的个数，一般情况下，压块侧孔的数目为4个、6个或8个。
[0051]综上所述，本发明工装夹具不仅能保证高质量地焊接阴影栅与阴极组件，减少工序步骤的同时，还能保证使用过程中阴影栅不会松动、脱落。
[0052]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于无截获栅控电子枪阴影栅装配的工装夹具，其特征在于: 该无截获电子枪中的阴极组件(5)包括:阴极筒(52)，由直径不同的两段圆筒焊接而成，以及阴极(51)，焊接于阴极筒上较粗段圆筒的开口处； 阴影栅(4)位于所述阴极(51)的上方，其直径小于或等于所述阴极(51)上较粗段圆筒的直径； 所述工装夹具包括: 底座(I)，呈中空圆柱结构，所述阴极筒上较细段圆筒插入该底座的中心孔(11)内，较粗段圆筒架于底座的上方，在底座(I)的上表面沿轴向开设N个绕圆周均匀分布的底座螺孔(12)； 压块(2)，呈中空圆柱结构，其中心孔呈上细下粗的结构，上部的直径小于阴影栅的直径，下部的直径大于阴极筒上较粗段圆筒的直径，从而在压块中心孔的下部形成定位凹槽(21)，且该定位凹槽(21)的深度小于阴极筒上较粗段圆筒的高度，该定位凹槽(21)的外侧沿径向开设M个压块侧孔(24)，同时沿轴向开设N个压块通孔(23)； N个螺钉(3)，其分别由压块上的N个压块通孔(23)伸入，螺接于底座的N个底座螺孔(12)，使所述定位凹槽(21)的上部压在阴影栅(4)的外侧边缘，将阴影栅(4)压紧在阴极(51)的上方，所述压块的中心孔构成观察窗，其中，N彡2，M彡2。
2.根据权利要求1所述的工装夹具，其特征在于，所述阴影栅的栅丝结构为方格栅、六角蜂房栅或轮辐栅。
3.根据权利要求1所述的工装夹具，其特征在于，所述N= 4。
4.根据权利要求1所述的工装夹具，其特征在于，所述M= 6或8。
5.一种焊接方法，用于利用权利要求1至4中任一项所述的工装夹具焊接无截获电子枪阴影栅，包括: 步骤A:将阴极组件的阴极筒(52)上较细段圆筒插入在底座的中心孔(11)内，阴极筒(52)上较粗段圆筒架设于底座的上方； 步骤B:待焊接的阴影栅(4)通过压块(2)压在阴极(51)上，将N个螺钉(3)拧紧于底座的底座螺孔(12)内，使阴影栅(4)在阴极(51)上方的位置固定； 步骤C:通过压块的中心孔(22)测量阴影栅上表面到阴极上表面的距离，观测阴影栅和阴极的表面同心度和平行度； 步骤D:通过压块侧孔(24)拨动阴影栅的左右位置，调整阴影栅(4)与阴极(51)的表面同心度； 步骤E:通过调节N个螺钉(3)的拧紧程度，调整阴影栅(4)与阴极(51)的表面平行度；以及 步骤F:待同心度和平行度符合要求后，通过压块侧孔(24)采用激光焊接的方式将阴影栅(4)和阴极组件(5)焊接在一起。
【文档编号】B23K37/04GK104148862SQ201410414971
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月21日 优先权日:2014年8月21日
【发明者】易红霞, 肖刘, 尚新文, 曹林林, 陈之亮, 李延威, 袁广江, 王莉 申请人:中国科学院电子学研究所