钨电极的起源与发展 II

东芝公司Y.Ishiwata和Y.Itoh采用粉末冶金的方法制出弥散氧化钇与钨的复合材料,并对Y2O3/W的烧结性能,抗熔融金属腐蚀性能和其他独特性能进行了研究,他们认为氧化钇的加入对于钨材的烧结致密性有明显的改善作用,且烧结时出现液态的Y2(WO4)3,可抑制熔融金属渗浸到钨晶界中,从而提高钨对熔融金属的抗腐蚀性。低逸出功的Y2O3化合物覆盖了电极表面,从而电极烧损很小。

  随着焊接工业的不断进步与发展,对电极材料的可靠性和稳定性提出了更为苛刻的要求。多元稀土氧化物以其高熔点,低电子逸出功,优良的热电子发射性能,成为代替钍钨的主要材料,并在小规格焊接用钨电极方面成功地取代了钍钨;但在交流氩弧焊时仍存在引弧较差、使用寿命短等不足之处。一般来说,复合稀土钨电极的燃弧特性均优于单元稀土钨电极,而复合稀土钨电极中,三元复合又好于二元复合。

  上世纪80年代后期,一批日本学者在研制新型钨电极材料方面取得了一些进展,特别是研究了一系列复合稀土钨电极材料。在电极成分设计、性能比较和机理探讨方面做了大量工作,发现二元复合稀土能改善钨电极的性能。大阪大学的学者们对复合(二元、三元)的稀土钨电极也进行了研究,初步研究表明:对二元稀土钨电极而言,CeO2:Y2O3=1:3(W-CeO2=0.5%,W-Y2O3=1.5%);CeO2:La2O3=1:1;La2O3:Y2O3=1:3,这三种成份的钨电极性能较为突出,尤其是耐久性,其中1:3的(La2O3+Y2O3)钨电极燃弧4h(180A)仍具良好的性能,燃弧10h的性能耐久性也可接受,这比单元稀土钨电极的耐久性要强得多。对于三元稀土钨电极来说,最佳的稀土氧化物比例是CeO2:La2O3:Y2O3=1:1:3,这种电极的良好操作性能可持续10h(180A),较其它二元电极和单元w-La2O3电极(10h熔化严重)的端部形状保持得更好。在复合稀土氧化物钨电极中,此类电极的工作温度最低,发射效率最高:电子逸出功最低,即发射本领最高,综合性能较为突出。北京工业大学和北京钨钼材料厂合作研究二元复合稀土钨电极,以及三元复合稀土钨电极,认为复合钨电极的焊接电弧和工艺均优于单稀土钨电极和钍钨电极。


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