稀土鎢電極的工作機理

稀土鎢電極的工作機理主要依靠稀土鎢酸鹽或者是氧化鎢酸鹽在燃弧過程中的遷移和擴散,從而實現電極表層稀土的最佳優化配比,從而降低電極表面的逸出功,促進電子發射,提高焊接性能。

多元複合稀土鎢電極在不同的燃弧時間,其組織形貌及稀土變化情况是不同的。燃弧初期,在高頻引弧的作用下,電極尖端的溫度較高,使得材料的纖維組織發生變化呈現了三個不同的區域特徵。A區域的溫度最高,組織呈現半熔化態,表面由于存在氧化鎢的分解,因此表面有少量的鎢沉積。由于A區域溫度最高,因此在該區域內物質的蒸發量是最大的。B區域發生了再結晶,組織呈現等軸狀。稀土在B區域呈現的是液狀,主要沿晶界向表面發生擴散遷移,但是等軸狀的鎢晶粒會在一定程度上阻礙稀土的擴散遷移,因此在這個區域容易達到擴散與蒸發的平衡,在電極表面形成穩定的活性層,對焊接起到了穩弧的作用。C區域保持電極原有的加工態纖維組織。在複合電極中Ce最先向表面發生擴散遷移,因此在燃弧初期,Ce起的作用最大。另外,稀土的擴散遷移在B區域和C區域相類似,也會發生以Ce爲主的稀土沿晶擴散遷移,但是由于C區域鎢晶粒呈現與電極軸向平行的纖維狀組織,因此稀土主要向B區域遷移。

穩定燃弧後,電極尖端整體溫度較燃弧初期有了明顯的提高,特別是在區域B和C。B區域溫度的上升使得Ce蒸發速率加快,表面含量降低。而La開始向電極表面擴散,能够在電極表面維持較大的覆蓋度,對電極的穩定燃弧起到了主要作用。C區域溫度升高,使得La沿晶界擴散的速率加快,因此La作爲主要的元素沿纖維狀晶界擴散遷移到了B區域,不從稀土的蒸發。

由上分析可知,電極工作是通過稀土氧化物與鎢反應形成熔點較低的鎢酸鹽或氧化鎢酸鹽,幷通過這些鹽的遷移和擴散來實現蒸發和補給的平衡。這些鹽類的合理搭配可以提高複合稀土電極的焊接性能。

鎢電極工作機理

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