一种多空心阴极的大电流真空电弧阴极结构装置的制作方法

1.本实用新型提出了一种多空心阴极的大电流真空电弧阴极结构装置，涉及真空电弧的应用技术领域。


背景技术：

2.真空环境下气体含量较低，使得真空物理气相沉积、真空焊接、空间焊接等真空环境下材料制备和加工被广泛研究。在真空环境下，空心阴极结构能够产生稳定集中的电弧放电的真空电弧(即：空心阴极真空电弧)，广泛应用于空间焊接、物理气相沉积、材料熔化焊、堆焊和真空钎焊等工艺。
3.不同于大气环境下相似放电模式tig电弧，空心阴极真空电弧放电时，要求阴极为空心结构，工作气体流经空心阴极内部，空心阴极内部及空心阴极与阳极之间形成放电。为了获得稳定真空电弧放电，阴极的内径需要满足放电时负辉区重合的尺寸要求，然而当阴极内径烧损而增加了阴极内径时将无法获得稳定电弧放电。由于阴极为空心结构，单一阴极承载大电流的电弧放电时存在使用寿命短的不足，影响着空心阴极真空电弧的工业化应用。


技术实现要素：

4.针对单一阴极承载大电流电弧时存在使用寿命短的问题，本实用新型提供一种多心阴极的真空电弧阴极结构装置，具有单一阴极承载电流小而整体电弧电流大和使用寿命长的特点。
5.本实用新型为解决上述问题采取的技术方案是：为了解决单一阴极承载大电流的电弧放电时使用寿命短的问题，本实用新型公开了一种多空心阴极的大电流真空电弧阴极结构装置，采用彼此陶瓷相互绝缘的多根空心阴极，避免单一空心阴极承载大电流时使用寿命低的不足，进而空心阴极真空电弧可以获得稳定的大电流电弧放电。
6.其特征是所述一种多空心阴极的大电流真空电弧阴极结构装置包括主空心阴极1、右空心阴极2、左空心阴极3、阳极4、右电源5、主电源6、左电源7、左进气8、主进气9、右进气10、过真空室电极11、聚四氟乙烯绝缘套12、聚四氟乙烯绝缘板13、抽真空系统 14、阴极法兰15、真空室16、陶瓷绝缘套17、进入口18、出水口19、左阴极夹20、主阴极夹21、右阴极夹22，阴极法兰15通过螺栓穿过聚四氟乙烯绝缘套12和聚四氟乙烯绝缘板13而螺纹绝缘连接至真空室16壁上，左阴极夹20、主阴极夹21和右阴极夹22 分别通过螺栓穿过陶瓷绝缘套17而螺纹绝缘连接至阴极法兰15上，左空心阴极3与左阴极夹20通过过盈配合连接，主空心阴极1与主阴极夹21通过过盈配合连接，右空心阴极 2与左阴极夹20通过过盈配合连接，左进气8经阴极法兰15、左阴极夹20、左空心阴极 3进入真空室16，主进气9经阴极法兰15、主阴极夹21、主空心阴极1进入真空室16，右进气10经阴极法兰15、右阴极夹22、右空心阴极2进入真空室16，进入口18和出水口19分别与阴极法兰15为焊接连接，左空心阴极3通过过真空室电极11与左电源7的负极连接，主空心阴极1通过过真空室电极11与主电源6的负极连接，
右空心阴极2通过过真空室电极11与右电源5的负极连接，阳极4与左电源7、主电源6和右电源5的正极连接，抽真空系统14与真空室16右侧下部的出气口连接。
7.进一步的，所述的空心阴极1、右空心阴极2和左空心阴极3的材质为高熔点的纯钨、镧钨，内径0.5mm～2mm、外径4mm～6mm；高频发生器位于主电源6内部，其正极和负极分别与电源6的正极和负极连接，获得稳定电弧放电时，高频发生器自动切断。
8.进一步的，所述的左空心阴极3、主空心阴极1和右空心阴极2的总电流30a～450a。
9.进一步的，所述的左空心阴极3、主空心阴极1和右空心阴极2的尖端距离为 10mm～150mm，左空心阴极3和右空心阴极2分别与主空心阴极1的夹角为0
°
～30
°
。
10.本实用新型的有益效果是：本实用新型提出了一种多空心阴极的大电流真空电弧阴极结构装置，解决单一阴极承载大电流的电弧放电时使用寿命短的问题，进而空心阴极真空电弧可以获得稳定的大电流电弧放电，满足空心阴极真空电弧的科研和工业需求。
附图说明
11.图1是本实用新型的整体结构示意图。
具体实施方式
12.具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种多空心阴极的大电流真空电弧阴极结构装置包括主空心阴极1、右空心阴极2、左空心阴极3、阳极4、右电源5、主电源6、左电源7、左进气8、主进气9、右进气10、过真空室电极11、聚四氟乙烯绝缘套12、聚四氟乙烯绝缘板13、抽真空系统14、阴极法兰15、真空室16、陶瓷绝缘套17、进入口18、出水口19、左阴极夹20、主阴极夹21、右阴极夹22，阴极法兰 15通过螺栓穿过聚四氟乙烯绝缘套12和聚四氟乙烯绝缘板13而螺纹绝缘连接至真空室 16壁上，左阴极夹20、主阴极夹21和右阴极夹22分别通过螺栓穿过陶瓷绝缘套17而螺纹绝缘连接至阴极法兰15上，左空心阴极3与左阴极夹20通过过盈配合连接，主空心阴极1与主阴极夹21通过过盈配合连接，右空心阴极2与左阴极夹20通过过盈配合连接，左进气8经阴极法兰15、左阴极夹20、左空心阴极3进入真空室16，主进气9经阴极法兰15、主阴极夹21、主空心阴极1进入真空室16，右进气10经阴极法兰15、右阴极夹 22、右空心阴极2进入真空室16，进入口18和出水口19分别与阴极法兰15为焊接连接，左空心阴极3通过过真空室电极11与左电源7的负极连接，主空心阴极1通过过真空室电极11与主电源6的负极连接，右空心阴极2通过过真空室电极11与右电源5的负极连接，阳极4与左电源7、主电源6和右电源5的正极连接，抽真空系统14与真空室16右侧下部的出气口连接。
13.具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种多空心阴极的大电流真空电弧阴极结构装置的空心阴极1、右空心阴极2和左空心阴极3的材质为高熔点的纯钨、镧钨，内径0.5mm-～2mm、外径4mm～6mm，左空心阴极3、主空心阴极1和右空心阴极2的总电流30a～450a，左空心阴极3、主空心阴极1和右空心阴极2的尖端距离为80mm～150mm，左空心阴极3和右空心阴极2分别与主空心阴极1的夹角为0
°
～30
°
。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
14.工作原理
15.本实用新型工作过程如下：
16.步骤一、通过抽真空系统14将真空室16内的空气抽出，真空室内气压≤10pa；
17.步骤二、将左进气8、主进气9、右进气10分别注入左空心阴极3、主空心阴极1、右空心阴极2内，在主电源6的高频发生器作用下，主空心阴极1与阳极4发生高频辉光放电，高频辉光等离子体稳定存在于主空心阴极1尖端与阳极4之间，快速加热主空心阴极1至热电子发射温度，实现高频方式快速引燃主空心阴极1的真空电弧，同时左空心阴极3和右空心阴极2同时被加热引燃电弧；
18.步骤四、通过调节右电源5、主电源6、左电源7的电流，获得不同特性的电弧等离子体。
19.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。