钨锆电极新材料的发明涉及金属焊接材料技术领域。一种钨锆电极新材料，其主要成份是由占整个成份中元素含量 98～98.8％的钨、0.91～1.2％的氧化锆。本发明属于金属焊接材料技术范畴。

目前国内在氩弧焊接等离子焊中普遍使用钍钨合金材料电极。近年来又采用性能有所提高的铈钨合金材料电极，在等离子切割中一般使用纯锆材料电极。钍钨材料电极最大的缺点是α射线强度极高，严重损害着人体的健康和污染着环境。与钍钨材料电极比较，铈钨材料电极工作时产生的α射线剂量极小，仅是钍钨材料电极的千分之一左右，其他性能指标可达到或接近钍钨材料电极。这两种材料电极在交流电弧中烧损大，寿命低是他们共同存在的又一缺点。纯锆材料电极性能虽能达到钍钨、铈钨电极指标，但其电极产品成本比后两类材料电极高出1～1.5倍。国外，如英国除了有钍钨电极、铈钨电极和纯锆电极外，还使用一种钨锆材料电极，它的主要成份只是钨W占99%，氧化锆ZrO2占0.7～0.9%，其他为杂质。在相同工作规范下，钨锆材料电极比铈钨、钍钨材料电极烧损率都低，寿命长，电极温度有所提高，加工件厚度有所增加，割缝或焊缝狭窄，焊接、切割质量高于铈钨、钍钨材料电极，成本低于纯锆材料电极，而且在交流电弧中可广泛使用。加之该电极材料α射线剂量小，减轻了对人体的损害和环境的污染，为自动化生产创造了条件。但该材料材质脆性大，压力加工性能差，加工电极的成品率低。


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氩弧焊和等离子弧焊割使用的钍钨极含有1—1.2%的氧化钍，钍是一种放射性物质，在焊接过程中和与钍钨棒的接触过程中，受放射线影响。放射线以两种形式作用于人体：一是体外照射，二是通过呼吸和消化系统进入体内发生体内照射。从对掩氩弧焊和等离子弧焊的大量调查和测定证明，它们的放射性危害性是较小的，因为每天消耗钍钨极棒仅100—200毫克，放射剂量极微，对人体影响不大。但有两种情况必须注意：一是在容器内焊接时，通风不畅，烟尘中放射性粒子有可能超过卫生标准；二是在磨削钍钨棒时及存在钍钨棒的地点，放射性气溶胶和放射性粉尘的浓度，可达到甚至超过卫生标准。放射性物质侵入体内可引起慢性放射性病，主要表现在一般机能状态减弱，可以看到明显的衰弱无力，对传染病的抵抗力明显降低，体重减轻等症状。

预防放射线伤害的措施

（1）钍钨棒应有专用的贮存设备，大量存放时应藏于铁箱里，并安装排气管。

（2）采用密闭罩施焊时，在操作中不应打开罩体，手工操作时，必须戴送风防护头盔或采用其它有效措施。

（3）应备有专门砂轮来磨削钍钨棒，砂轮机要安装除尘设备，砂轮机地面上的磨屑要经常作湿式扫除，并集中深埋处理。

（4）磨削钍钨棒时应戴防尘口罩。接触钍钨棒后应以流动水和肥皂洗手，并经常清洗工作服和手套等。

（5）焊割时选择合理的规范，避免钍钨棒的过量烧损。

（6）尽可能不用钍钨棒而用铈钨棒或镧钨棒，因后两者无放射性。


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市场上有铈钨、镧钨、钇钨、纯钨、锆钨、钍钨电极。铈钨、镧钨、纯钨、锆钨电极无放射性；钍钨电极是世界上钨电极市场占有率最高的一种，占全球的70%以上，但因为钍钨电极在粉末冶金和压延磨抛过程中会发生放射性污染，对人体和环境都有很大的危害，因此欧美国家限制生产该品种电极；多元复合稀土钨电极由于不使用放射性元素钍，实现了该领域的无放射性污染的绿色生产和使用。所以一般来说钨电极是有辐射性的，主要因为市场上71%以上使用的是含有放射性钍的钍钨电极。

预防放射线伤害的措施

（1）钍钨棒应有专用的贮存设备，大量存放时应藏于铁箱里，并安装排气管。

（2）采用密闭罩施焊时，在操作中不应打开罩体，手工操作时，必须戴送风防护头盔或采用其它有效措施。

（3）应备有专门砂轮来磨削钍钨棒，砂轮机要安装除尘设备，砂轮机地面上的磨屑要经常作湿式扫除，并集中深埋处理。

（4）磨削钍钨棒时应戴防尘口罩。接触钍钨棒后应以流动水和肥皂洗手，并经常清洗工作服和手套等。

（5）焊割时选择合理的规范，避免钍钨棒的过量烧损。

（6）尽可能不用钍钨棒而用铈钨棒或镧钨棒，因后两者无放射性。


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锆（Zirconium）是一种化学元素，它的化学符号是Zr，它的原子序数是40，是一种银白色的高熔点金属之一，呈浅灰色。密度6.49克/厘米3。熔点1852±2℃，沸点4377℃。化合价+2、+3和+4。第一电离能6.84电子伏特。锆的表面易形成一层氧化膜，具有光泽，故外观与钢相似。有耐腐蚀性，可溶于氢氟酸和王水；高温时，可与非金属元素和许多金属元素反应，生成固体溶液化合物。

锆钨电极是为了改善纯钨电极在高负荷焊接条件下容易自身熔化污染工件的弊端而研制的电极品种，该电极最大的特点是在高负载电流的情况下，这种电极的端部能保持成圆球状而减少渗钨现象，并具有良好的抗腐蚀性。

钨锆电极和纯钨电极一样，只能在交流电环境下进行焊接工作。

钨锆电极在交流电环境下，焊接性能良好。尤其在高负载电流的情况下，钨锆电极表现出来的优越性能，是其他电极不可替代的。

在焊接时，钨锆电极的端部能保持成圆球状而减少渗钨现象，并具有良好的抗腐蚀性。

由于其他可替代产品的出现，钨锆电极的需求量将会有减少的趋势。主要替代产品是钨镧电极。


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