多元稀土钨电极

钨电极是最常见的电弧电极材料之一，钨电极材料在焊接中主要用于钨极氩弧焊，在氩弧焊过程中一般作为阴极部分使用，几乎适用于所有金属材料的焊接。目前，一般采用在金属钨中添加二氧化钍来刺激金属钨中电子的逸出，降低钨电极的有效逸出功，使钨电极可以在较低的温度下工作，并提高钨电极的使用寿命。

钍，众所周知是具有放射性的金属元素，这些年来，辐射成为了人们谈之色变的猛虎，虽然经过大量调查和测试证明，每天消耗钍钨极棒仅100-200毫克，其放射量较小，对人体影响不大。但是呢？隐患就在那里，如果工作场所通风不畅，空间狭小，烟尘中的放射性离子有可能超过标准，所以人新的稀土钨电极问世了。

为了取代钍元素的使用，通常在纯钨电极中添加氧化铈、氧化镧、氧化钇等稀土元素，以使钨电极中的放射性物质降至最低。但是铈钨电极反复引弧性能差，容易断弧，电弧压力和许用电流较小，镧钨电极的加工性能差，在大电流使用过程中烧损严重，钇钨电极加工困难，在小电流使用时电弧稳定性差。因此，最佳的解决方案就是在纯钨电极中同时加入多种稀土元素，制成的含有多种稀土元素的钨电极

与单元素稀土钨电极的焊芯相比，多元稀土钨电极使用性能更加优越，多元稀土钨电极焊芯的制备方法包括以下步骤：

1、互混：将镧、钇、铈、锆稀土硝酸盐溶于20L去离子水中，搅拌至澄清，将仲钨酸铵加入稀土硝酸盐溶液中，搅拌蒸发3h后，通入蒸汽加压，蒸汽压力为1.0MPa，转速15r/min，直至完全烘干，将烘干后的混合物研碎，过80目筛；

2、第一次还原：将烘干后的混合物放入还原炉中，升温还原炉至520～560℃，还原炉升温过程中通入氢气、氨气，还原20～24min；

3、第二次还原：继续升温还原炉至900～920℃，持续通入氨气与氢气，还原26～30min后， 停止通入氨气，继续还原10min，还原得到含有稀土氧化物的钨粉；

4、预成型：将还原得到的产物在混粉机中混合10min后，装入弹性模套内，使用冷等静压机压制成型，成型压力为170Mpa，压制成型钨坯条；

5、预烧结：将压制成型的钨坯条置于钼舟中，在氢气保护下，经1190～1200℃高温预烧结 20～30min；

6、垂熔烧结：将预烧结后的钨坯条放置于垂熔机中，在90％熔断电流保温25min后处理：将烧结后的含有稀土元素的钨坯条经过旋锻、校直、打磨加工成型，得到含有多元稀土元素的钨电极焊芯。

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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