铈钨电极
焊接用钨电极的研究应用
焊接用钨电极的研究应用摘要钨电极在焊接领域有广泛的应用前景。
本文阐述了钨电极发展的各个时期，对各类钨电极进行了分类，并对不同稀土钨电极的使用性能进行了简单介绍，同时对几种典型稀土钨电极的制备及研究进展进行了详细综述，并简单分析当下钨电极在全球范围内的市场行情。
1、引言纯钨的熔点高（3650K）、电子发射能力强、弹性模量高、蒸汽压低，最早被用作电子发射材料，但纯钨的发射效率很低，并且在高温下再结晶形成等轴状晶粒组织会变脆，易断裂。
为了克服上述缺点，各国材料工作者致力于研究和开发各种新型电极材料，以钨为基，掺杂一些高熔点、电子逸出功率低的稀土金属氧化物，即可提高再结晶温度，又能激活电子发射。
但是，在以稀土钨电极为研究方向的基础上，尽管已经取得了一些成就，但从目前的全球市场来看，钨电极的替换使用仍然任重而道远。
2、钨电极的起源与发展1913年平奇(Pintsch)发现了W- ThO2电极材料，在纯钨中添加2%（质量分数）左右的ThO2，其逸出功率降低近一半而减小至2.63eV（纯钨为4.55eV），大大提高了发射效率，可达50mA/W~70mA/W（经碳化的纯钨电极只有25mA/W~40mA/W）.而且W- ThO2的引弧和稳定性能也比纯钨大大提高。
但是钍属于天然放射性元素，其α射线的半衰期长达1.4×1014年，在生产和使用中的放射性污染对环境和人体健康造成危害；日益高涨的环保意识限制了它的发展，而且W- ThO2电极的电弧稳定性和耐久性也不能满足日益发展的焊接技术的需求，因此各国材料工作者都一直在进行研究和开发新的代钍钨电极材料。
铈钨是为了取代具有放射性污染的钍钨材料而发展起来的新型钨电极材料，前苏联在上世纪60年代已有研制新型电极材料的报道，我国上海灯泡厂在1973年开始研究W- CeO2电极，首先试制成功并应用，并已被国际标准化组织列入非熔化极标准中。
目前国外大多采用纯钨粉与铈化合物直接混合的方法制取铈钨粉末。
钨极
钨极
钨极是钨极氩弧焊所用的不熔化电极。
常用的钨极材料有：纯钨极、钍钨极和铈钨极，其化学成分见表4—50。
纯钨极的密度为19.3g/cm3，熔点3387℃，沸点5900℃，强度850~1100Mpa。
它是最早使用的电极材料，但发射电子需要较高的电场强度。
所以要求氩弧焊机较高的空载电压。
纯钨极烧损严重，目前已应用不多。
表4—50 常用钨极的化学成分
钨极中加入少于2%的氧化钍构成钍钨极。
钍钨极具有较高的热电子发射能力和耐熔性能，尤其用交流电时，许用电流值比相同直径的纯钨极提高1/3；空载电压可显著降低。
但钍钨极的粉尘具有微量放射性，在磨削电极和焊接时都应注意防护。
钨极中加入2%的氧化铈制成铈钨极，它比钍钨极具有更多的优点，如电弧束细长、热量集中，电流密度可提高5%~8%，且烧损率低，使用寿命长，引弧容易，放射性剂量少等。
稀土金属电极
稀土金属电极
稀土金属电极是一种特殊的电极产品，它以难熔金属（如钨）为主要原材料，并添加了稀土氧化物（如氧化铈、氧化镧和氧化钇等）。
这些稀土氧化物能够降低电子逸出功，提高钨电极产品的再结晶温度和电子发射能力，并阻碍钨晶粒变形，进而提高电极的起弧性能、弧柱稳定性和耐烧蚀性。
根据添加的稀土氧化物的不同，稀土钨电极可以分为铈钨电极、镧钨电极和钇钨电极等。
这些电极在物理化学性质和应用方面略有区别。
例如，铈钨电极的色标涂头为灰色，具有无辐射、低燃烧率、低蒸发率和长焊接寿命等特点，适用于直流电或交流电的焊接中，主要焊接碳钢、硅铜、钛等材料。
总的来说，稀土金属电极是一种性能优越的电极产品，在焊接等领域有广泛的应用。
然而，由于纯钨电极的电子逸出功较高、尖端温度较高和晶粒容易长大，导致其起弧困难、弧束不稳定和使用寿命较短，因此应用领域受限。
但随着科技的发展，人们通过添加稀土氧化物等方式不断改进和优化稀土金属电极的性能，使其更好地满足各种应用需求。
钨电极的选用
钨电极由于钨的特性，使得它很适合用于TI G焊接以及其它类似这种工作的电极材料。
在金属钨中添加稀土氧化物来刺激它的电子逸出功，使得钨电极的焊接性能得以改善：电极的起弧性能更好，弧柱的稳定性更高，电极烧损率更小。
通常的稀土添加剂有氧化铈、氧化镧、氧化锆、氧化钇和氧化钍等。
一、纯钨电极纯钨电极具体数据如下表：纯钨电极有如下特点：*蒸汽压力低 *电阻小 *导电性好，热膨胀小 *弹性模量高二、稀土钨电极钨铈电极在钨中加入氧化铈，生产钨铈电极。
具体数据如下表：钨铈比钨钍材料有如下优点：*非辐射性 *低熔化率 *长的焊接寿命 *良好的起弧性。
因此，钨铈是低电流焊接环境下钨钍的最好代替品。
钨铈电极主要应用在低电流的直流焊接。
钨铈在低电流下有着极佳的起弧性能，因而成为大多有轨管道焊接装备制造商的标准，此外，它也用于其他的低电流应用像是精小的部件焊接等。
钨铈并不适合于高电流条件下的应用，因为在这种条件下，氧化物会快速的移动到高热区，即电极焊接处的顶端，这样对氧化物的均匀度造成破坏，因而由于氧化物的均匀分布所带来的上述好处将不复存在。
钨镧电极在钨中加入氧化镧，生产钨镧电极。
具体数据如下表：钨镧有如下优点：*机械切割性能更好 *抗蠕变性能更好 *再结晶温度高 *延展性好。
钨镧电极目前已经是国际上最受欢迎的电极材料，尤其是含量为1.5％（与含量2.0％有区别）的钨镧电极。
科学研究表明，1.5％钨镧具有最接近2.0％钨钍所表现出来的导电性能，因此，焊接人员可以轻松的更换电极，而不用更换设备的参数。
在1998年有一个很著名的现场试验，就是将2.0％钨钍电极，2.0％钨铈电极和两家厂商提供的1.5％钨镧电极分别在70安和150安电流，300伏直流电环境下进行焊接任务，果就是，在这两种情况下，1.5％钨镧电极都表现出了其卓越的焊接性能，同时还体现了它的烧伤率小的特点。
钨镧电极也适用于交流电焊接任务，而且性能卓越。
钨钍电极在钨中掺杂氧化钍，生产钨钍电极。
手工钨极氩弧焊对身体的伤害有多大？教你如何更好保护自己！
手工钨极氩弧焊对身体的伤害有多大？教你如何更好保护自己！一、氩弧焊有害因素分析（1）放射性氩弧焊电极中的钍钨极中的钍是放射性元素，由于钨极氩弧焊时钍钨极的放射剂量很小，在允许范围之内，因此对身体的危害不是很大。
但是，如果在焊接过程中的具有放射性的气体或微小颗粒吸入人体做为内放射源，则会严重影响焊工的身体健康。
（2）高频磁场采用高频引弧时，产生的高频磁场强度在60～110V/m左右，超过标准（20V/m）的数倍。
但由于引弧时间短，对焊工影响不大。
因此，不能频繁起弧。
如果频繁起弧，或者把高频振荡器做为稳弧装置，在焊接过程中持续使用，则高频磁场可成为有害因素之一。
（3）有害气体(O3和氮氧化物) 氩弧焊时，弧柱温度高。
紫外线辐射强度大，因此，在焊接中会产生大量的有害气体——臭氧和氧氮化物；尤其是臭氧其浓度远远超出标准最高限度。
如焊接过程中不采取有效的通风措施，则会对作业者的健康产生很大影响。
二、安全防护（1）加强通风焊接现场要配备有良好的通风装置，以排出有害气体及焊接烟尘。
除整体厂房通风外，可在焊接工位集中的地方，专门配备有吸尘装置或排风机等。
此外，还可采用局部通风措施将电弧周围的有害气体抽走，例如采用明弧排烟罩、排烟焊枪、轻便小风机等。
（2）射线防护避免使用钍钨电极，而使用铈钨电极。
钍钨极和铈钨极加工时，应采用密封或抽风砂轮磨削，并配戴口罩、手套等防护器具，磨削完毕后要洗净手脸。
磨削完的电极应放在铝盒内保存。
（3）防护高频的措施第一，工件接地良好，焊枪电缆和地线要用金属编织线屏蔽；第二，适当降低频率；第三，尽量不要使用高频振荡器做为稳弧装置，减小高频电作用时间。
第四，其他个人防护措施（4）个人防护氩弧焊时，宜穿戴非棉布工作服（如耐酸呢、柞丝绸等）。
如果在容器内焊接，并且又不能采用局部通风的情况下，可以采用送风式头盔、送风口罩或防毒口罩等个人防护措施。
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不锈钢焊接用钨极介绍
不锈钢焊接用钨极介绍钨极是钨极气体保护焊、等离子弧焊和切割用的电极。
它具有耐高温(熔点温度为3410℃±10℃ ，沸点为5900℃ )、电子发射能力较高的优点。
实践证明，用纯钨作为电极不够理想，必须在纯钨的基础上加一些电子发射能力很强的稀土元素，如钍、锶、铈、锆、镧等，更能发挥其作用。
钍钨极是在纯钨极配料中加人了质量分数不大于2.0%的氧化钍的电极，它具有降低空载电压、改善引弧、电弧稳定、增大许用焊接电流等优点。
但钍有微量的放射性，对人体健康有害，使其应用受到一定限制。
铈钨极是在纯钨极配料中加人了质量分数为2.0%左右的氧化铈的电极。
铈钨极除了放射性剂量要比针钨极低之外，它易于引弧，电弧稳定性好，阴极斑点小，压降低，烧损少等。
因此，它是目前非熔化电极气体保护焊以与等离子弧焊和切割用电极中应用最广的一种钨极。
发布于：2010年09月03日不锈钢管高频感应焊接注意的问题不锈钢管高频感应焊接的难点较多，归纳起来主要有以下方面：物理性质、不同材料的成型工艺特点、设备和模具加工精度;高频焊机和机组运行控制精度。
具体为：1、不锈钢管物理性质不锈钢管高频感应焊接最大问题是氧化物的影响。
当不锈钢中w(Cr)>12%时，铬比铁优先与氧化合而在母材表面形成一层致密的氧化膜Cr2O3,熔点高达2265℃，而铬的熔点是1857℃，会出现在焊接时，该氧化膜妨碍了母材的熔化合熔合，易出现未焊透缺陷。
2、不同材料的成型工艺特点1)不锈钢的线膨胀系数也比碳钢大，如奥氏体不锈钢线膨胀系数比碳钢大40%。
2)奥氏体不锈钢成型前应进行固溶处理，以便降低硬度，减小变形阻力，成型应采用综合弯曲变形方式。
3、设备和模具加工精度不同于焊接碳钢，不锈钢管的机组和模具要求很高的加工精度，仅许可运行中有极小的轴向和径向跳动。
较大的周期性震动会导致焊接缺陷。
一般要求加工精度径向跳动控制在0.01-0.03mmX围。
4、高频焊机和机组运行控制精度由于不锈钢材料的塑性X围小，焊接时必须精确控制输入热量。
金属镍的焊接工艺流程
金属镍的焊接工艺流程
钨极氩弧焊是镍基合金生产口应用最广泛的焊接方法，一般采用直流正极性、高频引弧、电流衰减、延迟气体中断等焊接技术。
(1)作为保护气体，氩气必须是干燥的、纯度高的，后面要用氩气保护。
(2)钨电极通常采用铈钨电极，磨成尖端直径为0.4mm，角度为30-60度的尖头状，可以保证电弧稳定和足够的熔深。
应注意避免钨电极和熔池之间的接触，因为必须磨掉尖端污染物。
(3)焊丝的选择是决定焊接接头质量和性能的关键。
用于TIG的焊丝在成分上大多与母材相当。
(4)工艺特点
焊接时应采用短弧快焊。
操作时可有轻微的摆动，但要控制好焊枪和焊丝的角度。
多层焊接时，应控制层间温度不超过100℃。
℃.注意填坑。
在保证穿透力的情况下，尽量减少线路能量。
镍基合金熔池中金属液的流动性较好，熔深较浅。
焊接时应注意观察熔池，防止出现气孔、未焊透等缺陷。
焊后应采取快速冷却措施。
钨电极用途
钨电极用途
钨电极是一种常见的金属电极，广泛应用于各个领域。
它的特殊性能使其在许多工艺和应用中发挥着重要的作用。
钨电极在焊接领域有着广泛的应用。
由于钨具有高熔点和良好的电子发射性能，它可以用于高温电弧焊和等离子焊接。
钨电极可以耐受高温下的电弧腐蚀，并且具有较低的烧蚀率，从而保证了焊接的质量和稳定性。
无论是在航空航天、汽车制造还是电子元器件制造中，钨电极都是不可或缺的焊接工具。
钨电极也被广泛应用于光学领域。
钨电极的高熔点和优异的热稳定性使其成为光学设备中理想的电极材料。
在激光器、光纤通信和光电子器件中，钨电极扮演着重要的角色。
它能够承受高功率激光的热能，同时保持稳定的电子发射性能，确保设备的正常运行和长寿命。
钨电极还在半导体、真空技术和电解等领域得到广泛应用。
在半导体行业中，钨电极用于制备和加工半导体材料，保证了器件的高质量和性能稳定性。
在真空技术中，钨电极用于制造高温真空炉和真空管。
钨电极的高熔点和良好的机械性能使其能够在高温和高真空环境下工作，确保设备的可靠性和长寿命。
在电解过程中，钨电极用于电解槽中的阳极，起到导电和耐腐蚀的作用。
钨电极作为一种重要的金属电极，在各个领域都有着广泛的应用。
它的特殊性能使其成为许多工艺和应用中不可或缺的材料。
无论是在焊接、光学、半导体还是真空技术和电解等领域，钨电极都发挥着重要的作用，为人类的生产和科技进步做出了巨大贡献。