氩弧焊稀土钨电极

氩弧焊是以氩气作为保护气体的一种电弧焊接方法，电弧发生在电极和焊件之间。在电弧周围通以氩气，形成保护电弧和熔池的连续封闭的气流。

氩气是惰性气体，以单原子形式存在，在高温时不发生分解，不与金属起任何化学反应。在焊接过程中，不会使被焊金属氧化或使合金元素烧损。因此，不仅可以用来焊接各类合金钢，还可用作焊接容易氧化的有色金属，如铝、镁，以及锆、钽、钼等稀有金属。

目前，氩弧焊焊接电极主要采用氩弧焊钨电极存在以下缺陷：1、含有钍等放射性危害的元素，因此会污染环境。2、电极起弧和保持性较差。3、加热和冷却的速度慢。因此近年来，为了取代钍元素的使用，工业中将钍替换成铈、镧、钇等稀土元素，使电极材料不再具有放射性。

研究表明，性能最好的稀土钨电极是多元稀土钨电极，也就是在纯钨电极中同时加入铈、镧、钇、铒等多种稀土元素，制成的含有多种稀土元素的钨电极。这种多元复合的氩弧焊稀土钨电极制备步骤如下：

(1)备料：将钨基体粉末称取配比重量倒入掺杂锅中，并加入去离子水搅拌得到均匀的悬浊液；将硝酸镧、硝酸铈、硝酸钇和硝酸铒称取配比要求重量并配成溶液，加入到悬浊液中搅拌均匀，加热干燥获得混合合金粉末；

(2)将上述混合合金粉末进行二次还原：一次还原：将上述混合粉末在单管氢气还原炉中还原，用露点低于-30℃纯氢保护，温度为500～600℃，还原时间为30-60分钟；二次还原：将一次还原后的粉末在十三管还原炉中还原，用露点低于-30℃纯氢保护，温度为800～900℃，还原时间为30-40分钟；二次还原后得到稀土钨复合粉末过筛后备用；

(3)压制成型：在上述还原后的稀土钨复合粉末中加入成型剂0.2～1.0％，在油压机的模具上压制成坯条，所施加压力为100～150Mpa；

(4)将压制坯条分两个阶段预烧结；第一阶段：温度300～800℃，时间3-5小时；第二阶段：温度800～1200℃，时间1-3小时；

(5)垂熔烧结：将预烧好的钨坯条置于氢气保护的垂熔烧结设备上进行烧结，烧结温度为2600～2800℃，烧结时间为30-50分钟；

(6)旋锻拉丝：将烧结后的坯条加热到1400～1450℃，保温10-20分钟，在旋锻机上开坯、旋锻成杆料；再通过旋锻和拉丝加工到产品要求丝径的合金丝材，最后经截断、抛光、清洗后制得电极产品。

钨电极中掺入稀土元素，稀土元素的加入同样可以降低钨元素的电子逸出功，从而代替了放射性元素钍的使用，制备得到的钨电极中不含有对操作工人有生命安全的物质。 同时，四种稀土元素的配合使用，使制备得到的钨电极的使用性能比单独使用单种稀土元素的使用性能优越。

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