[发明专利]一种用于电子束表面处理的均匀束斑方法

权利要求书

1.一种用于电子束表面处理的均匀束斑方法，其特征在于：该方法主要包括束斑波形设计、编程和工艺试验及优化等步骤；根据电子束扫描原理和运动过程中能量分布规律设计出符合表面处理要求的均匀束斑波形，在笛卡尔坐标系对束斑波形采用最小二乘法进行曲线拟合，将拟合结果编程并存贮在计算机控制系统中，通过控制电子束表面处理的各个工艺参数进行试验及优化，最终获得大面积的均匀束斑方法；其具体步骤为：

1)设计适合于电子束表面处理用的大面积均匀束斑波形；

2)在笛卡尔坐标系对束斑波形进行数学拟合；

3)对拟合曲线进行编程和存贮；

4)对上述波形进行表面处理工艺试验；

5)根据试验结果进行参数优化；

所述步骤1)中波形设计依据电子束扫描原理；即电子枪产生的电子束在通过互相垂直的两个电磁线圈时，受到二维磁场的洛沦兹力的作用发生偏转，从而产生二维平面图形；波形设计承认电子以极高的速度运动，在一定时间内，电子束扫描产生的二维平面图形在加热过程中造成的加热先后可以忽略；波形设计满足运动过程中能量分布规律；即随着被处理工件的移动，电子束能量在垂直于运动方向的分量应该是相等的，从而保证被处理区域的受热均匀性和一致性；

所述步骤2)中在笛卡儿坐标系下对束斑波形进行数学拟合是指利用笛卡尔坐标系下的X、Y位移分量来描述步骤1)生成的波形，根据X、Y坐标值对曲线进行拟合；数学拟合是指采用最小二乘法进行拟合；

所述步骤3)中对拟合曲线进行编程和存贮是指利用电子束焊接的数控系统进行编程，并存贮在计算机控制系统中。

2.根据权利要求1所述的一种用于电子束表面处理的均匀束斑方法，其特征在于：步骤3)中编程环境为LARA52型电子束焊机的EXA S数控系统。

3.根据权利要求1所述的一种用于电子束表面处理的均匀束斑方法，其特征在于：步骤4)中表面处理工艺试验是指在钛板或其他涂层表面进行试验；工艺试验参数包括电子束加速电压、工作高度、电子束电流、电子束扫描频率、扫描速度等；工艺试验采用正交实验法。

4.根据权利要求1所述的一种用于电子束表面处理的均匀束斑方法，其特征在于：步骤5)中参数优化是指根据正交试验结果分析各个参数对扫描处理结果的影响程度，并参数的取值范围进行优化处理；参数优化还包括束斑截面大小的设计；即根据被处理工件的尺寸，该束斑的截面大小可以通过电子束聚焦线圈和x，y扫描线圈的电流进行调节，从而按照最经济合理的方式进行表面处理，提高工作效率。