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真空电子束焊机典型故障分析
作者：杨滋彬来源：《中国科技博览》2018年第25期
摘要以德国IGM公司生产的真空电子束焊机为例，介绍了真空电子束焊机的工作原理。通过利用该系统的报警信息、控制系统的状态诊断和PLCS5的在线诊断等方法，对此类设备在公司军品科研生产中出现的典型故障进行维修与排除。
关键词电子束焊机；工作原理；故障分析；
中图分类号：TG43文献标识码：A文章编号：1009914X（2018）25024802
引言：
我国大型飞机设计与制造、载人航天和探月工程等重大专项的陆续启动，对先进焊接技术的发展具有强大牵引和推动作用，焊接技术已逐渐由原来的一种辅助制造工艺演变为一种关键制造技术。其中，电子束焊接由于具有高能量密度、高熔透性、焊接变形区小、易于控制、能焊接难熔及异种金属等优点，成为航天航空制造业中不可替代的一员。
真空电子束焊接机是我公司从德国IGM公司引进的一种用于真空焊接加工的特种设备，担负着公司科研生产的关键任务。它主要由真空系统、高压电源部分、电子枪部分、真空室部分、坐标运动系统、数控系统及逻辑控制系统等几个主要部分组成，由于其结构复杂涉及到多种学科的知识，因此要求维修人员要有较强的综合技术能力，本文从设备的工作原理出发通过对一些典型故障的分析总结，以期为今后的维修提供一些帮助。
1工作原理
11电子枪
电子枪的工作原理是源于阴极射线管的控制原理。
在真空条件下，当灯丝被加热到摄氏2500℃，此时在灯丝周围产生大量的自由电子。在灯丝上加上150kV的高压，即加速电压，在灯丝下部的偏压规上加上1500V的电压，即栅极电压。通过调整栅极电压的大小来控制电子束流的大小，栅极电压越小束流越大，栅极电压正常值为2000V～200V对应束流为0～100mA。电子经加速后，此时的电子束流是发散的，经过磁场的校准和聚焦，最后聚成一点轰击到零件表面产生大量的热能，依靠这种热能将金属零件局部熔化，从而进行焊接加工。
12电源
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电子束焊机的电源主要包括：高压电源，灯丝电源及偏压电源。高压电源主要是给阴极（灯丝）提供150kv的工作电压，其原理见图1。
灯丝电源主要用于加热灯丝的。电压为0～9V可调，电流为024A可调的直流电源。偏压电源是以150kV为基准提供一个1500V的电压作为栅极电压。
13真空系统
电子束焊机的真空系统如图2所示：
分别由电子枪真空系统和焊接室真空系统两部分组成。电子枪真空系统由机械泵和r