Electron Beam Characterization at Changes of EBW Process Parameters
Elena Koleva, Georgi Mladenov, Marin Kardjiev, Dimitar Todorov
The characterization of the radial and the angular space distribution of particle trajectories (or respective current distributions) in powerful electron beams is an actual scientific and practical task, connected with the quality improvement of electron beam technologies, creating standards of electron beam welding machines and permitting transfer of concrete electron beam welding technology from one equipment to another.
For the applications of the advantages of electron beam welding it is necessary to know the properties of the electron beam. There are only standards for measurements of electron beam current and accelerating voltage as beam characteristics, applicable at the acceptance inspection of an electron beam welding machine or at investigations. These parameters cannot characterize the quality of produced electron beam in terms of the ability to be transported over long distances and to be focused into a small spot with a minimum of divergence.
During the last decade measurement of profile of intense electron beams by Enhanced modified Faraday cup were proposed. We develop further this tomography evaluation to be obtained the emittance of the beam, containing current distribution of the beam in studied cross-section, together with angular distribution of the beam electrons there. The emittance (or reciprocal value-the brightness normalized to one volt) is invariant value along the beam and could be used as а standard characteristic, for prognosis and optimization, as well as for transfer of technologies from one electron beam equipment to another.
Характеризирането на радиалното и ъглово пространствено разпределение на траекториите (или съответното разпределение на тока) при интензивни електронни снопове е актуален научен и практически проблем, свързан с подобрение на качеството на електроннолъчевите технологии, създаване на стандарти при електроннолъчевите инсталации и трансфера на конкретни технологии от една електроннолъчева инсталация на друга.
За приложението на предимствата на електроннолъчевото заваряване е необходимо да се познават свойствата на електронния лъч. Има стандарти за измервания на тока на електронния лъч и ускоряващото напрежение, като характеристики, приложими при допусковия контрол на електроннолъчевите инсталации или при изследвания. Тези параметри не могат да характеризират качеството на генерирания електронен лъч, от гледна точка на възможността да бъдат пренасяни на дълги разстояния и да бъдат фокусирани върху малко петно с минимално отклонение.
През последното десетилетие е предложено измерване профила на интензивните електронни снопове чрез модифициран фарадеев цилиндър. Ние развиваме това томографско оценяване до определянето на емитанса на лъча, включваща разпределението на тока на лъча в дадено сечение, заедно с ъгловото разпределение на електроните. Емитансът (или реципрочната му стойност – нормализирана яркост за един волт) е инвариант по дължината на лъча и би могла да се използва като стандартна характеристика за прогнозиране и оптимизация, както и за трансфер на технологии от една електроннолъчева инсталация на друга.
Cite this article as:
Koleva E., Mladenov G., Kardjiev M., Todorov D. Electron beam characterization at changes of EBW process parameters. Journal – Electrotechnica & Electronica (Е+Е), Vol. 49 (5-6), 2014, pp. 46-55, ISSN: 0861-4717 (Print), 2603-5421 (Online)
