鎢電極的化學(xué)成分對電弧性能的影響

繼純鎢電極之后發(fā)展出現(xiàn)了二元鎢電極材料，歐美相繼出現(xiàn)鎢釷、鎢鋯、鎢釔、鎢鑭電極，我國也先后推出了鎢釷、鎢鈰、鎢釔、鎢鑭、鎢鏑、鎢鐿等電極材料。最近又有多元鎢電極間世。純鎢電極的電子逸出功較高，不利于高 電子流發(fā)射，不能在高負(fù)荷狀態(tài)下工作，且鎢電極壽命及電弧性能均受影響。

鎢電極化學(xué)成分的種類、含量、分布及其高溫特性決定了電弧的引燃性及穩(wěn)定性。試驗(yàn)表明，含同一種稀土氧化物的鎢電極，若其中稀土氧化物含量較高，則引弧性較優(yōu)。且其稀土氧化物的分布均勻性及高溫蒸發(fā)、擴(kuò)散(遷移)行為均影響電弧燃燒的穩(wěn)定性。電弧性能的惡化首先是因所添加稀土氧化物的蒸發(fā)、分解而出現(xiàn)貧化所引起，這類似于純鎢電 端部的情況，這種現(xiàn)象將使鎢電極的電子發(fā)射性能降低。

而且含不同種類稀土氧化物的鎢電極在不同條件下其電弧性能有一定差異，試驗(yàn)證明，二元鎢電極優(yōu)于純鎢電極，三元鎢電極則優(yōu)于二元鎢電極。

另外，在電弧放電過程中，有時(shí)出現(xiàn)一種特殊現(xiàn)象，即在鎢電極端部表面出現(xiàn)環(huán)狀傘形瘤狀物 ( 結(jié)疤 )，這被 稱之 為“Rim”現(xiàn) 象.該現(xiàn)象最能說明化學(xué)成分變化對電弧性能的影響。經(jīng)分析，該表層物質(zhì)中添加稀土氧化物的含量較中心部位高得多，因此可使鎢電極在短暫時(shí)間內(nèi)利于引 燃，即導(dǎo)致鎢電極重新引弧的性能暫時(shí)變優(yōu)。當(dāng)保護(hù)氣體中混入少 量氧氣或焊接工藝參數(shù)調(diào)到短時(shí)過負(fù)荷狀態(tài)時(shí)均可能出現(xiàn)此種現(xiàn)象。該現(xiàn)象的機(jī)制目前正在探討之中，有人 認(rèn)為，這是由于鎢和稀土氧化物的氧化、蒸發(fā)、分解、沉積及鎢和稀土氧化物的熔點(diǎn)不同而導(dǎo)致的分凝作用及成分偏析沉積而形成的實(shí)質(zhì)上是鎢電極中化學(xué)成分在高溫下發(fā) 生了變化的結(jié)果。此現(xiàn)象一旦出現(xiàn)，雖短時(shí)內(nèi)對引弧有利，但爾后時(shí)間一長，會(huì)引起表層添加物濃度的貧化，從而導(dǎo)致電弧性能的惡化及鎢電極消耗的增加。