Основы тиг-сварки. Торий и лантан в вольфрамовых электродах

[Точмаш 23]

Зачем добавляют торий и лантан  в вольфрамовые электроды.

W-дуги могут быть с катодным пятном и без катодного пятна или так называемые нормальные дуги -см. рис.ниже.Несмотря на отличие в механизме катодного процесса(значительная доля электростатической эмиссии в дугах с катодным пятном) статические характеристики и тепловые балансы весьма сходны.Нормальная дуга всегда может быть получена на полукруглом катоде из чистого вольфрама. При нагреве электрода дуга с катодным пятном  может сама перейти в нормальную термоэмиссионую дугу.Поулчение пятна на катоде способствует введение добавки тория или лантана в вольфраму(обычно 1-2%) -лучший теплоотвод,меньший вылет электрода и более острая заточка его рабочего конца.Поверхность торированного или лантанированного вольфрама ,имеющего по сравнению с чистым вольфрамом пониженную температуру ,практически не оплавляется  в широком диапазоне тока 100-400а .Ее коническая вершина не оплавляестя и обеспечивает сжатие дуги у катода.Дауга с пятном имеет несколько повышенное катодное и общее  напряжение ,примерно на 10% и большую на 10-20% температуру столба дуги.Температура катода в дуге с пятном ниже температуры электрода с нормальной W-дуги,где катодное пятно занимает всю сферическую поверхность электродного стержня. 

В катодных стержнях применяют торированный и лантанированный вольфрам. При сварке примесные элементы /торий и лантан/ диффундируют изнутри на поверхность электрода ,проходя между микрокристаллами вольфрама ,так что на поверхности образуется отдельные "островки" пленки.Затем пленка расползается по поверхности вольфрама,образуя одноатомный слой.Оксидные или примесные пленки могут существенно влиять на эмиссию электрода только при температурах меньших,чем температура кипения этих примесей.Далее пленки испаряются и электрод работает как чистый беспримесный металл.

Теоретические основы сварки.

[Точмаш 23]

В 22.11.2023 в 13:20, Точмаш 23 сказал:

Теоретические основы сварки.

Работа выхода электрона /фи/,определяющая ток эмиссии,не является константой материала, а находиться в прямой зависимости от условий на поверхности эмиттера. Значения фи для разных одного и того же кристалла могут отличаться друг от друга в более чем на 1эВ и ,следовательно,зависят от поверхности .При наличии на поверхности адсорбированных атомов электроположительного металла ,например,тория на вольфраме, фи уменьшается в несколько раз по сравнению с фи чистого металла вследствие образования на его поверхности двойного электрического слоя поляризованными атомами адсорбента и вследствие других процессов .Это явление используется в так называемых пленочных электордах.

[Точмаш 23]

Эмиссионная пятнистость /блуждание дуги на поверхности катода/

Эмиссионная пятнистость. Эмиссионные свойства поверхности всякого катода (термо-, авто- и фотоэлектронного) неодинаковы. На ней существуют участки с различной работой выхода электронов. Различие плотности тока в отдельных участках катода, особенно при низких температурах, доходит до такой степени, что практически весь эмиссионный ток течет только через участки с наименьшей работой выхода. Это явление, заметное и у чистых металлов, но особенно резко выраженное у пленочных катодов, называют эмиссионной пятнистостью.  [c.68]