Verwendung von Elektronen, die sich unter Einwirkung eines elektrischen Felds mit hoher Geschwindigkeit bewegen, um die Oberfläche eines Objekts zu bombardieren und es zu erhitzen

Verwendung von Elektronen, die sich unter Einwirkung eines elektrischen Felds mit hoher Geschwindigkeit bewegen, um die Oberfläche eines Objekts zu bombardieren und es zu erhitzen

Verwendung der hohen Temperatur, die durch einen Lichtbogen erzeugt wird, um ein Objekt zu erhitzen. Ein Lichtbogen ist ein Gasentladungsphänomen zwischen zwei Elektroden. Die Spannung des Lichtbogens ist nicht hoch, aber der Strom ist groß. Sein starker Strom wird durch eine große Anzahl von Ionen aufrechterhalten, die auf der Elektrode verdampft sind, sodass der Lichtbogen leicht durch das umgebende Magnetfeld beeinflusst wird. Wenn sich zwischen den Elektroden ein Lichtbogen bildet, kann die Temperatur der Lichtbogensäule 3000-6000 K erreichen, was zum Hochtemperaturschmelzen von Metallen geeignet ist. Es gibt zwei Arten der Lichtbogenerwärmung: direkte und indirekte Lichtbogenerwärmung. Der Lichtbogenstrom der direkten Lichtbogenerwärmung fließt direkt durch das erhitzte Objekt, das eine Elektrode oder ein Medium des Lichtbogens sein muss. Der Lichtbogenstrom der indirekten Lichtbogenerwärmung fließt nicht durch das erhitzte Objekt, sondern beruht hauptsächlich auf der vom Lichtbogen abgestrahlten Wärme zum Erhitzen. Die Eigenschaften der Lichtbogenerwärmung sind hohe Lichtbogentemperatur, konzentrierte Energie und die Oberflächenleistung des Schmelzbads im Lichtbogenofen zur Stahlherstellung kann 560-1200 kW/Quadratmeter erreichen. Aber das Geräusch des Lichtbogens ist hoch und seine Voltampere-Eigenschaften sind negative Widerstandseigenschaften (Abstiegseigenschaften). Um die Stabilität des Lichtbogens während des Aufheizens aufrechtzuerhalten, ist der Momentanwert der Stromkreisspannung größer als die Lichtbogenzündspannung, wenn der Lichtbogenstrom vorübergehend Null durchläuft, und um den Kurzschlussstrom zu begrenzen, muss im Stromkreis ein Widerstand mit einem bestimmten Wert in Reihe geschaltet werden.

Mithilfe von Elektronen, die sich unter Einwirkung eines elektrischen Felds mit hoher Geschwindigkeit bewegen, wird die Oberfläche eines Objekts bombardiert und erhitzt. Die Hauptkomponente der Elektronenstrahlerhitzung ist der Elektronenstrahlgenerator, auch Elektronenkanone genannt. Die Elektronenkanone besteht hauptsächlich aus Kathode, Strahlfokussierungselektrode, Anode, elektromagnetischer Linse und Ablenkspule. Die Anode ist geerdet, die Kathode ist negativ hoch positioniert, der Fokussierungsstrahl liegt normalerweise auf demselben Potenzial wie die Kathode und zwischen Kathode und Anode wird ein beschleunigendes elektrisches Feld ausgebildet. Die von der Kathode emittierten Elektronen werden unter Einwirkung eines beschleunigenden elektrischen Felds auf eine sehr hohe Geschwindigkeit beschleunigt, durch eine elektromagnetische Linse fokussiert und dann durch eine Ablenkspule gesteuert, um den Elektronenstrahl in einer bestimmten Richtung auf das erhitzte Objekt zu schießen. Die Vorteile der Elektronenstrahlerhitzung sind: ① Steuerung der Stromstärke des Elektronenstrahls, wodurch die Heizleistung bequem und schnell geändert werden kann; ② Mithilfe elektromagnetischer Linsen kann der erhitzte Teil beliebig verändert oder die Fläche des Aufprallteils des Elektronenstrahls angepasst werden; ③ Die Leistungsdichte kann erhöht werden, um eine sofortige Verdampfung des Materials am Aufprallpunkt zu ermöglichen.

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