طراحی تفنگ الکترونی برای کاربرد در دستگاه جوشکاری باریکه الکترونی
چکیده
امروزه با پیشرفت تکنولوژی کاربرد تفنگ های الکترونی وسعت چشمگیری پیدا کرده است. در تفنگ الکترونی به وسیله یک چشمه الکترونی الکترون تولید استفاده می شود، سپس الکترون های تولید شده شتاب داده می شوند. الکترون های تولید شده توسط تفنگ الکترونی سرعت و انرژی بالایی دارند، به همین دلیل در زمینه های گوناگونی مثل صنعت، پزشکی، هوافضا، کشاورزی و غیره کاربرد دارند. در این پژوهش تفنگی را طراحی کردیم که از آن در جوشکاری باریکه الکترونی استفاده می شود. در این نوع جوشکاری از پرتویی با انرژی بالا برای جوش دادن استفاده می شود. این انرژی جنبشی بالا پس از برخورد به انرژی حرارتی تبدیل می شود و تا عمق زیادی در این عناصر نفوذ می کند، گرمای بوجود آمده که در حدود 2500 درجه سیلسیوس می باشد موجب جوش خوردن دو عنصر مورد نظر می گردد. این دستگاه نسبت به انواع دیگر جوشکاری مزایای بارزی دارد که می توان به چند مورد به صورت اختصار اشاره کرد: 1- می توان مواد از جنس های مختلف را به یکدیگر جوش داد. 2- عمق نفوذ جوش بسیار بالاست. 3- ناحیه جوشکاری باریک است. 4- جوش از استحکام بالایی برخوردار است. در این پژوهش پارامترهای مربوط به طراحی یک تفنگ الکترونی به روش گرمایونی که در دستگاه جوشکاری باریکه الکترونی کاربرد دارد و همچنین عوامل تاثیرگذار در تولید، شتاب دهی و کنترل باریکه الکترونی مطالعه و محاسبه شدند و سپس با توجه به امکانات موجود و پارامترهای بدست آمده از محاسبات تئوری، یک تفنگ الکترونی طراحی و ساخته شد. نتایج بدست آمده از تفنگ ساخته شده با مقادیر تئوری را مقایسه کردیم که این نتایج همخوانی قابل قبولی با هم داشتند. در فصل اول این پژوهش به توضیح نحوه کارکرد یک دستگاه جوشکاری باریکه الکترونی می پردازیم. در فصل دوم تفنگ الکترونی با تفصیل شرح داده می شود و قسمت های مختلف آن برای تولید و شتاب دهی پرتو توضیح داده می شود. در فصل سوم عدسی های الکتروستاتیک و الکترومغناطیسی برای کنترل پرتو، عبور پرتو از عدسی ها، تاثیر عدسی ها بر روی پرتو و شکل دهی پرتو بررسی و مطالعه می شوند. در فصل چهارم پارامترهای مهم در تولید، شتاب دهی و کنترل پرتو محاسبه می شوند و محاسبات طراحی تفنگ الکترونی انجام می شود. در فصل پنجم طرز ساخت تفنگ طراحی شده توضیح داده می شود و نتایج بدست آمده از تئوری و تجربی با هم مقایسه می شوند. در فصل ششم نتیجه گیری و پیشنهادات ارائه می شود