根据DIN 8571的规定，在焊接时通电的焊丝和焊棒称为电极。非熔化的仅仅作为电弧载体用的电极则称为永久电极，它不属于焊接填充材料。一般在气体保护焊时应用钨极和焊丝电极（下称焊丝）。

钨极气体保护焊和等离子切割用的永久电极已纳入DIN 32528标准。钨极多呈圆柱形棒，由于钨的熔点高（3390°C）不能用铸造，而只能用粉末冶金法制造。

在德国标准中，钨棒的标准直径有： 0.5;1.0;1.6;(2.0);2.4;(3.0);3.2;4.0;(5.0);(6.0);6.4;8.0 毫米，括号内的尺寸应尽可能不用。

除了有圆形截面的钨棒外，还有扁形钨棒，标准中将这类钨棒称为特殊电极。

德国标准中规定了以下几种钨棒长度： 50，75，150和175 毫米。

除了可以用纯钨棒电极外，有的在钨中添加入一定百分比的氧化物以改善钨棒的电子发射性能。添加剂有氧化钍（ThO2）、氧化锆（ZrO2）和氧化镧（LaO2）。

标准钨棒的氧化物成分均匀分布在整个截面内。按现在一般的观点，这种氧化物成分的功用在于减少输出功。输出功的单位为eV（电子伏特）。有以下数据：

纯钨的输出功为5.36eV，而添加了氧化钍的钨的输出功则仅为2.62eV。

由于氧化物中的电子比从金属中释放容易，故添加了这种氧化物的钨棒的输出功可降低一些。

添加氧化物钨棒的优点为：改善引弧性能；稳定电弧；在相同电流强度或较高的电流负荷下发热较小；

在同样的电流强度下具有较长的耐用度;

添加氧化物钨棒的缺点为：比未添加氧化物的钨棒价格贵；较硬的电弧。




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纯钨钨极原理：钨极氩弧焊是用钨棒作为电极加上氩气进行保护的焊接方法。焊接时氩气从焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成保护层隔绝空气，以防止其对钨极、熔池及邻近热影响区，从而获得优质的焊缝。焊接过程中根据工件的具体要求可以加或者不加填充焊丝。

纯钨钨极特点：这种焊接方法由于电弧是在氩气中进行燃烧，因此具有以下优缺点 　　

1） 氩气具有极好的保护作用，能有效的隔绝周围空气；它本身既不与金属起化学反应，也不溶于金属，使得焊接过程中的冶金反应简单易控制，因此获得较高质量的焊缝提供良好条件。 　　

2）钨极电弧非常稳定，即使在很小电流情况下（<10A）仍可稳定燃烧，特别适用于薄板材料焊接。 　　

3）热源和填充焊丝可分别控制，因而热输入容易调整所以这种焊接方法可进行全方位焊接，也是实现单面焊双面成型的理想方法。 　　

4）由于填充焊丝不通过电流，故不产生飞溅，焊缝成型美观。 　　

5）交流氩弧焊在焊接过程中能够自动清除焊件表面的氧化膜作用，因此，可成功地焊接一些化学活泼性强的有色金属，如铝、镁及合金。 　　

6）钨极承载电流能力较差，过大的电流会引起钨极的熔化和蒸发，其微粒有可能进入熔池而引起夹钨。因此，熔敷速度小、熔深浅、生产率低。 　　

7）采用氩气较贵，熔敷率低，且氩弧焊机有较复杂，和其他焊接方法（如焊条电弧焊、埋弧焊、CO2&shy;气体保护焊）比较，生产成本较高。 　　

8）氩弧周围受气流影响较大，不易室外工作。




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钨极分类：钨极氩弧焊按操作方法可分为手工钨极氩弧焊和机械化焊接两种。对于直线焊缝和规则的曲线焊缝，可采用机械化焊接。而对于不规则的或较短的焊缝，则采用手工钨极氩弧焊。目前使用较多的是直流手工钨极氩弧焊，直流钨极氩弧焊通常分为两种。

直流反极性：在钨极氩弧焊中，虽很少用直流反极性，但是，它有一种去除氧化膜作用。所谓去除氧化膜作用，在交流焊的反极性半波也同样存在，它是成功地焊接铝、镁及其合金的重要因素。铝、镁及其合金的表面存在一层致密难熔的氧化膜覆盖在焊接熔池表面，如不及时清除，焊接时会造成未熔合，在焊缝表面还会形成皱皮或产生内气孔、夹渣，直接影响焊接质量。实践证明，反极性时，被焊金属表面的氧化膜在电弧的作用下，可以被清除掉而获得成形美观的焊缝。这种作用要求阴极斑点的能量密度要很高和被质量很大的正离子撞击，致使氧化膜破碎。

直流正极性：直流正极性时，焊件接正极，焊件接受电子轰击放出的全部动能和逸出功，产生大量的热，因此熔池深而窄，生产率高，焊件的收缩和变形都小。当采用直流正极性时，钨极是阴极，钨极的熔点高，在高温时电子发射能力强，电弧燃烧稳定性好。除焊接铝、镁及其合金外，一般均采用直流正极性接法进行焊接。

钨极适用性：钨极氩弧焊，以人工或自动操作都适宜，且能用于持续焊接、间续焊接（有时称为‘跳焊’）和点焊，因为其电极棒是非消耗性的，故可不需加入熔填金属而仅熔合母材金属做焊接，然而对于个别的接头，依其需要也许需使用熔填金属。钨极氩弧焊是一种全姿势位置焊接方式，且特别适于薄板的焊接—经常可薄至0.005英寸。 　　

焊接的金属 ：钨极氩弧焊的特性使其能使用于大多数的金属和合金的焊接，可用钨极氩弧焊焊接的金属包括碳钢、合金钢、不锈钢、耐热合金、难熔金属、铝合金、镁合金、铍合金、铜合金、镍合金、钛合金和锆合金等等。 　　

铅和锌很难用钨极氩弧焊方式焊接，这些金属的低熔点使焊接控制极端的困难，锌在1663氟汽化，而此温度仍比电弧温度低很多，且由于锌的挥发而使焊道不良，表面镀铅、锡、锌、镉或铝的钢和其它在较高温度熔化的金属，可用电弧焊接，但需特殊的程序。




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1913年平奇(Pintsch)发现了钨- 二氧化钍电极材料，在纯钨中添加2%（质量分数）左右的二氧化钍，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）.而且钨- 二氧化钍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，而且钨- 二氧化钍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年开始研究钨- 二氧化铈电极，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。国内则通过采用蓝钨湿法掺杂二氧化铈，一次性还原、酸洗、等静压成型、轧制开坯等工艺所研制的铈钨电极，经检测和使用表明，所研制的铈钨粉末纯度高，压制性能和烧结性能好；铈钨坯的铈含量均匀，加工性能良好。电极一致性好，起弧性能佳，赢得了用户的广泛好评。实践证明，铈钨电极在小规格焊接用钨电极方面成功取代了钍钨，但在交流氩弧焊电极、气体放电光源等方面尚不能完全取代钍钨，而且铈钨电极还存在引弧较差，使用寿命较短等不足之处。

在我国90年代，为了制取性能优良且无污染的钨电极，在三氧化钨粉末中添加氧化镧，经过还原、压制、垂熔、旋锻、拉伸制得了镧钨电极。经分析，镧钨电极的电性能明显优于铈钨和钍钨电极，镧钨中的氧化镧的迁移速率和蒸发速率低，能形成较好的燕尾搭接金相组织，具有良好的高温抗蠕变性能。采用高能球磨和真空热压烧结工艺制备出块体纳米晶钨-氧化镧电极材料，研究了不同氧化镧含量对纳米晶钨电极材料电性能的影响，同时用扫描电镜和能谱仪测定了燃弧后电极尖端La的分布及显微组织。结果表明：纳米晶钨-氧化镧电极的电性能优于传统的粉末冶金粗晶钨电极。当氧化镧含量在6％～8％时，其热电子发射能力和稳定性最好，但是随着稀土氧化镧含量的增大，镧钨电极的成型性和加工性更加困难。




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