鎢電極化學成分對電弧性能的影響

純鎢電極具有較高的電子逸出功，不利於電子流發射，使得電極不能在高負荷狀態下工作。為了提高鎢電極的應用領域和焊接性能，研製出了不同類型的鎢電極，包括釷鎢、鎢鋯、鑭鎢、釔鎢電極等。根據物理學熱發射機制下的電流密度公式J_e=AT²exp（-eØ/kT）（A為常數，k為玻耳茲曼常數，T為陰極溫度，e為電子電量，Ø為功函數）可以知道，當溫度相同，eØ的數值越小，則J_e數值越大。因此為了減小電極的eØ，會在鎢電極材料中添加少量的稀土氧化物。添加不同稀土氧化物的鎢電極具有特定的Je值，即具有特定的電弧性能。

同一種稀土鎢電極，稀土氧化物含量較高的電極引弧性能較好。另外，稀土氧化物分佈的均勻性及擴散遷移的行為也會影響電極的電弧性能。電弧性能的惡化主要因為稀土氧化物的蒸發和分解引起電子發射性能降低導致的。由此可知鎢電極的化學成分的種類、含量、分佈及其高溫特性決定了電弧的引燃性和穩定性。

在焊接過程中，電極會出現Rim現象，即在電極的端部表面會出現環狀傘形瘤狀物，這種現象能很好的解釋電極化學成分對電弧性能的影響。Rim現象的出現主要是因為，電極表面稀土氧化物的含量高於電極的中心部分，因此有利於電極在短時間內引弧，但是在引弧過程中會混入少量的O₂或者焊接工藝參數調到短時過負荷狀態都有可能出現Rim現象。這是鎢電極化學成分在高溫下發生變化的結果，這種現象雖然一開始有利於引弧，但是長時間後會導致表層稀土氧化物濃度的貧化，從而降低電極的電弧性能。

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