由于钨的特性，使得它很适合用于TIG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、氧化钍、氧化镧、氧化锆和氧化钇等。

钍钨电极：在钨中加入氧化钍。

钍钨电极有如下优点：电子功能更低、在结晶温度更高、导电率更好、机械切割性能好

钍钨电极是一种普遍使用的钨电极材料，它有比纯钨还要优越的焊接性能，因而广泛应用于直流电焊接领域。钍钨电极操作简便，即使在超负荷的电流下也能很好的运作，现在仍然有很多公司使用这种材料，它被看作是高质量焊接的一部分。钍钨电极在使用过程中，节电效果明显，起弧电流相对下降20-50%,由于焊接电流较低，使用过程中不易出现飞溅，极头不易变圆，电极使用寿命较长。在使用钍钨电极焊接时一定要保持良好的通风环境，废弃的焊接头要妥善处理。

钍钨电极是一种广泛使用的添加氧化物电极，它有比纯钨电极及其它氧化物添加电极还要优越的综合焊接性能，在长期使用过程中，它是其它氧化物电极所不可替代的。钍钨电极操作简便，电流负荷大，引弧容易，电弧稳定，断弧间隙大，损耗小，使用寿命长，再结晶温度更高，导电率更好，机械切割性能好。钍钨电极广泛使用于碳钢、不锈钢、镍合金和钛金属焊接，是高品质焊接的首选材料。


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最常见的镧钨电极含有百分之二氧化镧，被称为氧化镧。在欧洲和日本，镧钨电极在大部分应用中一直是最常用来替代钍钨电极。有含氧化镧2%，氧化镧1.5%和氧化镧1%等三种。三氧化镧具有最低的电子逸出功，起弧最容易，尖端温度最低，这样有助于阻止晶粒长大，提升使用寿命。通过测试含镧2%的镧钨电极表明：如果无过载电流，寿命比钍钨更长，在大多数使用中起弧更易。尤其擅长(a)防止热冲击，(b)短周期焊接中重复点火的情况下，焊接良好(c)避免污染。在焊接管道时，焊工对这种镧钨电极尤其满意。因为使用寿命长减少停机时间。而且，在一般情况下，也需要1.5%氧化镧的镧钨电极，低电流下容易起弧而且能稳定低电流下的电弧。钨电极中的镧是一种稀土，而且没有放射性。这种镧钨电极主要用于直流焊，在交流焊接时也会有不错的效果。含氧化镧1.0%的镧钨电极与铈钨电极是同时出现在市场上的。

含量为1.5%（与含量2.0%有区别）的钨镧电极具有最接近2.0%钨钍电极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%钍钨电极，2.0%铈钨电极和1.5%镧钨电极分别在70安和150安电流，300伏直流电环境下进行焊接任务，结果就是，在这两种情况下，1.5%镧钨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。镧钨电极也适用于交流电焊接任务，而且性能卓越。


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镧钨电极焊接性能优良，且导电性能最接近2％钍钨电极，而且没有放射性危害，电焊工不需改变任何焊接操作程序就能方便快捷的用这种电极替代钍钨电极，因此镧钨电极在欧洲和日本成为最受欢迎的2％钍钨电极的替代品。镧钨电极主要用于直流焊接，但用于交流焊接时也表现良好。

镧钨电极的制造方法，涉及一种主要用于TIG（钨极惰性气体保护焊）和PLASMA（等离子）技术领域，进行金属的焊接、切割、喷涂、熔炼的一种钨电极的制造方法。

（1）采用醋酸镧与包括APT、WO3和W粉的固体原料加水制成的料浆混合均匀，制备镧钨包覆粉；

（2）镧钨包覆粉中镧盐的分解过程是在氢气气氛中与还原过程同步进行，一次还原温度控制在600~700℃，时间为2~3小时，二次还原温度控制在800－970℃，过程中氢气流量为0.5－2.0m3/h。

10只/塑料盒，长度是150mm或175mm,1000只每纸箱。

镧钨电极因其具有良好的焊接性能而在国际焊接界备受关注。镧钨电极的导电性能最接近WT20钍钨电极。因此，电焊工不需要改变任何焊接操作程序就能方便快捷的用这种电极替代钍钨电极。这种转变，不管是在交流条件下还是在直流条件下都轻松自如。镧钨电极另一优点表现在其耐用电流高而烧损率最小。


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p> 鑭鎢電極是百十年代歐洲國家推出的一類產品，目的是期望替代具有輻射性的釷鎢電極。一經推出，鑭鎢電極便受到國際各焊接界的好評，並且其出口量已經跟釷鎢電極相當。鑭鎢電極特點是導電性能最接近2%釷鎢電極，耐用電流高而燒損率最小。

鑭鎢電極含有氧化鑭成分，氧化鑭分為2%、1.5%、1%三種等級。鑭是一種稀土，，且沒有放射性，所以鑭鎢電極是被稱為取代釷鎢電極的產品。鑭鎢電極主要適用於直流焊接，交流焊接也可以起到不錯效果。1.5%鑭鎢電極，低電流下容易起弧而且能穩定低電流下的電弧。2%的鑭鎢電極壽命比釷鎢更長，在大多數使用中起弧更易。尤其擅長(a)防止熱衝擊，(b)短週期焊接中重複點火的情況下，焊接良好(c)避免污染。

鑭鎢電極焊接性能優良，是在鎢中添加1—2% 氧化鑭的電極，電子逸出功在2.7-2.8ev,具有與釷鎢電極最相近的性能。在中小電流使用時電弧性能和耐燒損性能比釷鎢電極都有提高。

鑭鎢電極因無放射性而成為較有發展前景的釷鎢電極的替代產品。它的另一優點是耐用電流高而燒損率最小，因此鑭鎢電極深受亞洲、歐洲、美洲和日本等國家客商的青睞。


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在鎢中加入氧化鑭，生產鑭鎢電極。具體資料如下表：

 牌號 摻雜物 摻雜量 其他摻雜量 電子逸出功 色標塗頭
WL10 La2O3 0.80~1.20% <0.20% 2.6~2.7 黑色
 WL15 La2O3 1.30~1.70% <0.20% 2.8~3.0 金黃色
WL20 La2O3 1.80~2.20% <0.20% 2.8~3.2 天藍色

鑭鎢有如下優點：*機械切割性能更好 *抗蠕變性能更好 *再結晶溫度高 *延展性好。

鑭鎢電極目前已經是國際上最受歡迎的電極材料，尤其是含量為1.5%（與含量2.0%有區別）的鑭鎢電極。

科學研究表明，1.5%鑭鎢具有最接近2.0%鎢釷所表現出來的導電性能，因此，焊接人員可以輕鬆的更換電極，而不用更換設備的參數。

在1998年有一個很著名的現場試驗，就是將2.0%鎢釷電極，2.0%鎢鈰電極和兩家廠商提供的1.5%鑭鎢電極分別在70安和150安電流，300伏直流電環境下進行焊接任務，結果就是，在這兩種情況下，1.5%鑭鎢電極都表現出了其卓越的焊接性能，同時還體現了它的燒傷率小的特點。

鑭鎢電極也適用於交流電焊接任務，而且性能卓越。


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鑭鎢電極的製造方法，涉及一種主要用於TIG(鎢極惰性氣體保護焊)和PLASMA(等離子)技術領域，進行金屬的焊接、切割、噴塗、熔煉等的一種鎢電極的製造方法。

鎢電極材料是TIG和PLSMA技術中的關鍵材料之一。已經在工業上使用的鎢電極有許多種類。廣泛使用的鎢電極中的釷鎢電極顯示了較好的性能。但由於其中的釷會對人體產生累計性的放射性危害並對環境產生放射性污染，為此人們研製出鈰鎢電極，試圖在TIG和PLSMA技術領域取代有放射性的釷鎢電極。實際應用效果表明，鈰鎢電極在小電流氬弧焊等方面成功地取代了釷鎢電極，但在交流極性、氣體放電光源、陰極發射材料方面，尚末完全取代釷鎢電極，存在著反復起弧、可靠性差、燒損率大、壽命低等缺陷。隨著高新技術的發展，機械電子、石油、化工、航空航太、船舶、原子能等領域，被切割的金屬母材料的種類、形狀、厚度等的要求越來越複雜，對鎢電極的性能要求越來越苛刻。需要研製出性能更好的電極以滿足需要。研究結果表明，添加稀土元素La、Y可有效地改善鎢電極的性能，特別是鑭鎢電極具有壽命長、起弧性能好的特點，有廣闊的應用前景。目前製造鑭鎢電極的方法，主要是採用將固體原料與硝酸鑭均勻混合，通過加熱濃縮、烘乾(焙燒)、過篩等工序製備出鑭鎢包覆粉，然後進行還原、壓型、垂熔、制坯及成品加工制得鑭鎢電極。由於是採用硝酸鹽製備包覆粉的方法，在製備過程中，會產生大量的NO污染，而且由於硝酸鹽的分解溫度高，需要長時間的焙燒才能使其完全分解，造成工藝難度大。而且還有可能產生由於硝酸鹽分解不完全，造成的坯條的導電性能差、工藝性能惡化的現象。本申請入於1989年9月在專利號為89107270.5的專利申請中，披露了採用醋酸鈰製備鈰鎢電極的方法，該方法有效地避免鈰鎢電極製造過程中，製備包覆粉時產生的NOx污染環境、操作條件惡劣的問題，但在加工性能方面還存在不足。


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鑭鎢電極的製造方法，包括鑭鎢包覆粉的製備、還原、壓型、垂熔、制坯及成品加工過程，其特徵在於：a.採用醋酸鑭與包括APT、三氧化鎢和鎢粉的固體原料加水製成的料漿混合均勻，製備鑭鎢包覆粉；b.鑭鎢包覆粉中鑭鹽的分解過程是在氫氣氣氛中進行，一次還原溫度控制在600～700℃，時間為2-3小時，二次還原溫度控制在800-970℃，還原時間3-5小時，過程中控制氫氣流量為0.5-2.0m3/h。

本發明的過程採用加入醋酸鑭與包括APT、三氧化鎢和鎢粉的固體原料，合成鑭鎢包覆粉的方法製備鑭鎢電極，取代了原有技術中採用硝酸鑭製備鑭鎢包覆粉的方法，消除了因硝酸鹽分解產生氮氧化物氣體的污染。由於醋酸鑭與硝酸鑭在分解溫度上的差異，導致工藝效果上的差異。採用醋酸鑭製備鑭鎢包覆粉大大降低了分解溫度，有效地簡化了工藝過程，而且本發明的方法採用在氫氣氣氛中進行鑭鹽的分解，避免了鑭化物在氧化氣氛中的不穩定揮發，而且可使鑭鹽分解更加充分，明顯改善了垂熔過程中方料的導電性能。同使鑭鹽的分解與還原過程實現不間斷連續地在相同設備中完成兩個工藝過程，大大減化了工藝、減縮了工時、節約了能源，是一種比較理想的鑭鎢電極的製造方法。


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1.實驗原料：APT、氧化鎢、鎢粉：純度均大於99.5％(以重量計)；氧化鐵：含量小於0.0025％；氧化鉬：含量小於0.01％；砷：含量小於0.0025％；氧化鋁：含量小於0.005％；磷：含量小於0.01％；氧化殘渣痕跡物料粒度APT：25～36μm；WO3：8～9μm；鎢粉：2～2.5μm；

2.鑭鎢包覆粉的製備：將所用原料按固∶H2O＝1∶1比例調漿後充分攪拌，再按所制的鎢電極牌號要求比例量，均勻地加入醋酸鑭，繼續攪拌混合均勻後，通過蒸氣加熱濃縮、乾燥等工序過篩後送交還原。

3.還原將制得的鑭鎢包覆粉裝舟後，在還原爐內升溫進行分解和一、二次還原，一次還原溫度為600～700℃時，還原時間為2～3小時。二次還原溫度為：800～970℃，時間為3-5小時。上述過程均在氫氣氣氛下進行，控制氫氣流量：0.5～1.5m3/h。

4.壓型將還原後的鑭鎢包覆粉末合批2-5小時，然後進行理化分析，待鑭鎢包覆粉末的平均粒度、氧化鑭含量及均勻性皆符合工藝要求時，加入酒精、甘油潤滑劑混合1小時後過篩、壓制、預燒、壓制、預燒工藝條件為：裝粉量：650-700g/根，壓制預燒壓力：60～80MPa，燒結溫度：1050～1400℃，燒結時間：40～60分鐘。

5.垂熔採用常規的垂熔燒結工藝，工藝條件如下：垂熔溫度：2600～3000℃，保溫時間：20分鐘，降溫時間：2分鐘，冷卻時間：3分鐘。

6.成品加工垂熔後的方坯檢驗合格後，將合格的料坯，放入帶有氫氣保護的加熱爐內，按樣品的工藝要求溫度保溫20分鐘，按要求進行旋鍛，然後加工至所需的不同規格成品。


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纳(T.Millner)在1931年将这种改进的不下垂效应称 为“GK效应”。 接杂钨丝生产工艺掺杂钨丝的生产工序冗长， 包括钨冶炼、粉末冶金制坯和塑性加工几个主要阶段。 钨坯的制备生产钨丝所用坯条通常采用粉末冶金法制备，它包括氧化钨的制备、掺杂、钨粉的制取、 酸洗、压型与烧结等过程。 氧化钨的制备掺杂钨丝的生产通常选用仲钨酸按(APT)为原料。从钨精矿制取仲钨酸馁除了传统 的经典工艺外，20世纪50年代国际上开展了萃取法 和离子交换法的研究，中国在70年代也采用了这些工 艺，从而简化了工艺流程，提高了钨的回收率。工业上 制备氧化钨有两种方法:

(1)在500一800℃的温度下 焙烧仲钨酸按制得黄色的三氧化钨;

(2)在400一 600C温度下于还原性气氛中将仲钨酸按还原成蓝色 氧化钨。

蓝色氧化钨没有固定的化学组成和统一的分子式，其主要相组成是钱钨青铜(ATB)和氧化钨。其次是三氧化钨，在较高温度的还原气氛中还会出现 碳丝被锹丝和钮丝所取代，但由于铊熔点较低， 因而工作温度和光效低。1903年，根据杰司特 (A.Just)和汉纳门(F.Hannaman)的专利，匈牙利首次制造出钨灯丝。它是将碳丝在含有自由氢的钨的卤 氧化物蒸汽中通过电流加热到高温，使碳完全被钨置换。这样制得的白炽灯丝或多或少地含有碳，不仅脆性相当严重，而且灯泡在使用时，灯丝不断致密化，因而 灯丝的电参数会发生变化。1904年，杰司特和汉纳门 认识到了碳对脆性的影响，采用无碳的粘结剂与钨的 化合物混合，再挤压成丝，然后在氢中加热还原成金 属。这种方法制得的钨丝非常脆，但由于它的光效要好得多，还是取代了碳丝、饿丝和担丝用于制作灯泡。 上述这些方法都不能制备细钨丝。为了解决这个问题，1907年，一种低镍含量的钨合金问世，它是通过机械加工方法制备的，但是严重的脆性妨碍了它的应用。


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直到1909年，美國通用電器公司的庫利奇 (w.D.coolidge)通過粉末冶金法制得鎢坯條，再利用機械加工生產出在室溫下具有延性的鎢絲，從而奠定了鎢絲加工業的基礎，也奠定了粉末冶金的基礎。然而這種“延性”鎢燈絲在燈泡點燃後表現出明顯的脆性。1913年，平奇(Pintseh)發明了釷鎢絲(氧化釷的含量為1%~2%)，從而使白熾燈絲的脆性大大降低。起初，燈絲的下垂(見鎢絲的杭下垂性能)並不是一個問題，因為此時的燈絲是直絲，但1913年以後，蘭米爾(Langmuir)將直絲改為螺旋絲，這樣，當燈泡 使用時，高的工作溫度和自重的作用使燈絲下垂，因而純鎢和社鎢都難以滿足使用要求。為了解決鎢絲下垂和壽命短等問題，1917年，柏斯(A.Pacz)發明了高溫下“不變形”的鎢絲。起初，他在製備純鎢時採用耐火塔禍焙燒三氧化鎢，無意中發現用這種三氧化鎢還原所得鎢粉製成的鎢絲螺旋，經再結晶後異常神秘地不再下垂。

隨後，經過218次反復實驗驗證，他終於發現在鎢酸中添加鉀和鈉的 矽酸鹽，經過還原、壓制、燒結、加工等制得的鎢絲，再結晶後形成相當粗的晶粒結構，既不軟又抗下垂，這是最早的不下垂鎢絲。柏斯的發現奠定了不下垂鎢絲的生產基礎，直到現在美國仍稱不下垂鎢絲為“218鎢絲”，以紀念柏斯的這項重大發現。 不過，最早生產的不下垂鎢絲的脆性比牡鎢絲嚴重，以致有些燈泡廠堅持使用牡鎢絲作燈絲。但隨著不下垂鎢絲生產工藝的不斷發展和完善，人們逐漸認識到在氧化鎢中同時添加鉀、矽、鋁的化合物，可以使鎢燈絲在高溫下具有良好的抗下垂性能，同時經再結晶後又具有滿意的室溫延性。這就是現在人們常說的“AKS鎢絲”，即“不下垂鎢絲”或“摻雜鎢絲”。它具有許多優異的性能，而成為電 光源和電子工業中一種重要的基礎材料。 發展簡史鎢絲工業的發展從一開始就是同照明 燈泡工業緊密聯繫在一起的。1878年，愛迪生 (T. A. Edison)發明了碳絲燈泡。但這種燈泡存在著嚴重的缺點，主要是壽命太短。


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