¿Cuáles son los usos de los electrodos de tungsteno?

El electrodo de tungsteno es un material de electrodo no consumible-en forma de varilla- con tungsteno metálico como sustrato, óxidos de tierras raras como óxido de lantano, óxido de cerio o circonio añadidos y formado mediante tecnología de pulvimetalurgia. El electrodo de tungsteno tiene buena conductividad, estabilidad a altas temperaturas y función de bajo trabajo de electrones. En base a estas características, se puede utilizar como componente conductor, de descarga o de emisión de electrones a alta temperatura, alta densidad de corriente o campo eléctrico fuerte, abarcando fabricación de soldadura, electrónica de vacío, equipos de energía y procesamiento especial y otros campos.

I. Aplicación del electrodo de tungsteno en la soldadura por arco de argón.

La soldadura por arco de tungsteno-argón es uno de los procesos de soldadura con mayor cobertura de electrodos de tungsteno. Los electrodos de tungsteno proporcionan una luz de arco estable, argón como gas protector para aislar el aire y oxidación obvia de la soldadura, inclusión de escoria y otros defectos. Los diferentes productos de electrodos de tungsteno corresponden a diferentes salidas de corriente y tipos de metales base.

El electrodo de tungsteno puro es adecuado para soldadura de CA y se utiliza principalmente para el procesamiento de placas y perfiles de aluminio, aleación de magnesio. El efecto de limpieza del cátodo del arco de CA puede desprender eficazmente la película de óxido de la superficie de los materiales de aluminio-magnesio y la probabilidad de que se formen orificios en las soldaduras es grande. Es ampliamente utilizado en chasis de aleación de aluminio, componentes decorativos de aluminio livianos y otros campos de producción. La capacidad de carga de corriente-del electrodo es estrecha (generalmente no más de 150 A) y es fácil perderse rápidamente debido a la fusión en operaciones de CA de alta-corriente, por lo que no es adecuado para -condiciones de alta-potencia a largo plazo.

El electrodo de circonio-tungsteno es adecuado para condiciones de soldadura de aleaciones de aluminio-magnesio-de CA de alta-corriente alterna. La punta del electrodo tiene buena resistencia a la contaminación de la piscina fundida. Es adecuado para placas gruesas de aleación de aluminio y piezas estructurales de aluminio-de tamaño grande y mediano. Se puede utilizar con máquinas de soldar de CA y CC de alta-potencia. La uniformidad de la formación de soldadura es estable.

La proporción de dopaje con óxido de cerio del electrodo de cerio-tungsteno es generalmente del 1,8% al 2,2% y no hay radiactividad. El voltaje de inicio del arco en el rango de corriente baja se mantiene en 20 ~ 30 V, lo que es adecuado para escenarios de soldadura de placa delgada de CC. Se utiliza principalmente en acero inoxidable con un espesor de menos de 1,6 mm, componentes de acero con bajo contenido de carbono-, hardware de instrumentos pequeños y tuberías químicas de paredes delgadas-y existe una gran demanda de equipos de soldadura automática de línea corta-.

El electrodo de lantano-tungsteno tiene un rango de contenido de dopaje de óxido de lantano de 0,8% a 2,2%, que es compatible con soldadura de CA y CC y no tiene radioactividad. Se puede utilizar en diversos materiales base, como acero al carbono, acero inoxidable, aleaciones de cobre, aleaciones de titanio, aleaciones de aluminio-magnesio, etc., y es adecuado para soldaduras de micro-precisión de baja-corriente y escenarios de procesamiento continuo de soldadura de corriente grande-a-mediana-corriente larga.

II. Aplicación del electrodo de tungsteno en el procesamiento de plasma.

En los equipos de plasma se utilizan electrodos de tungsteno como emisores para excitar y mantener el arco bajo la acción de un campo eléctrico. Utilizando la energía del arco para ionizar el gas protector a un estado de plasma, el arco de plasma se comprime y la soldadura por arco de plasma, la pulverización de plasma y el corte con plasma inerte se derivan en tres procesos.

Soldadura por arco de plasma: la densidad de energía del arco de plasma por compresión es significativamente mayor que la de la soldadura por arco de argón convencional y el rendimiento de penetración es mejor. El electrodo de tungsteno se utiliza como cátodo para mantener la estabilidad del haz de arco, que es adecuado para soldadura de un-lado y conformado de doble-lado de tuberías químicas de acero inoxidable-de pared gruesa-y componentes de transferencia de calor de aleación de titanio. La plataforma de soldadura por plasma automática CNC utiliza principalmente electrodos de lantano-tungsteno o cerio-tungsteno, y el rango de deformación de la punta del electrodo es pequeño durante el procesamiento continuo a largo plazo-.

Pulverización de plasma: los electrodos de tungsteno se colocan en una cavidad hermética inerte para excitar una fuente de calor de plasma de alta-temperatura, y se pulverizan polvos metálicos o cerámicos sobre la superficie de la-pieza de trabajo después de fundirse, para realizar la preparación de recubrimientos-resistentes al desgaste y a la corrosión-. Ampliamente utilizado en piezas hidráulicas, tratamiento de modificación de superficie de accesorios de transmisión mecánica. La operación inerte puede oxidar efectivamente el electrodo de tungsteno y prolongar el tiempo de operación continua del equipo.

Corte por plasma inerte: Los escenarios de aplicación son diferentes a los de los electrodos de hafnio por plasma de aire. Los electrodos de tungsteno son adecuados para el corte libre de oxígeno-de mezclas de nitrógeno, argón-hidrógeno, etc., y se utilizan principalmente para tapar placas metálicas especiales que son fáciles de oxidar, como las aleaciones a base de titanio y níquel-.

III. Aplicación de electrodos de tungsteno en el campo de la electrónica de alta temperatura y vacío.

Los electrodos de tungsteno, con su punto de fusión ultra-alto y su baja tasa de evaporación, exhiben un rendimiento estable y confiable en vacío de alta temperatura y, a menudo, se utilizan como emisores de electrones calientes o soportes estructurales.

Fuente de emisión de electrones térmicos: en los tubos de electrones de vacío, los tubos de rayos X-, los tubos de microondas y algunos instrumentos de análisis espectral-de alta gama, se utilizan cables de tungsteno o electrodos de tungsteno como cátodos para generar una gran cantidad de electrones calientes mediante calentamiento por resistencia y proporcionar un flujo de electrones estable. Las aplicaciones típicas incluyen equipos de recubrimiento por evaporación por haz de electrones, pistolas de microscopio electrónico de barrido, etc. Después del pulido, la uniformidad de la distribución de la corriente iónica en la superficie del electrodo de tungsteno de alta-pureza mejora significativamente y el error de la descarga del arco se controla en un rango pequeño.

Lámparas de descarga de gas de alta-intensidad: los electrodos de tungsteno se utilizan ampliamente en lámparas de xenón, lámparas de mercurio y lámparas de descarga de gas de alta-presión debido a su tasa de evaporación extremadamente baja a altas temperaturas. Se utilizan como materiales de electrodos para mantener una salida de arco estable de haces de alta-intensidad y, a menudo, se utilizan en proyectores, amplificadores ópticos y otras escenas de iluminación de -alta gama.

Metalurgia especial y crecimiento de cristales: en el horno de fusión por haz de electrones, se pueden utilizar electrodos de tungsteno para preparar titanio, molibdeno y otros metales refractarios de alta-pureza. Cuando se utiliza el método Czochralski para el crecimiento de silicio monocristalino, se utilizan electrodos de tungsteno puro como fuentes de calentamiento para transportar una gran corriente, asegurando una temperatura de fusión uniforme y estable y asegurando la estabilidad y pureza del proceso de crecimiento del cristal.

IV. Aplicación de electrodos de tungsteno en la industria de nuevas energías.

La nueva industria energética ha formulado estándares claros de gestión y control para la limpieza de la soldadura y el rango de entrada de calor, y los electrodos de tungsteno se han convertido en la opción para los procesos de conexión y sellado de materiales livianos.

Procesamiento de piezas de batería de energía: soldadura sellada de carcasa de batería de aluminio cuadrada, poste adaptador de cobre-aluminio de batería, canal de flujo de acero inoxidable para disipación de calor-enfriado por agua, que utiliza principalmente electrodos de tungsteno-de lantano-de doble propósito de CA y CC para soldadura TIG, que pueden reducir el ancho de la zona afectada por el calor-y probabilidad de deformación de la carcasa de pared delgada-.

Componentes livianos para el tránsito ferroviario: perfiles de aleación de aluminio para la carrocería del automóvil, tuberías de acero inoxidable dentro de los equipos de almacenamiento de energía y componentes de soporte conductores; se utilizan electrodos de circonio-tungsteno y lantano-tungsteno para completar el procesamiento de soldadura segmentada; Las condiciones de trabajo de CA se utilizan para eliminar la capa de óxido en la superficie de los perfiles de aluminio, y las condiciones de trabajo de CC se utilizan para completar la soldadura de piezas-portantes de carga de acero inoxidable.

Fabricación de piezas de equipos de energía de hidrógeno: las placas bipolares de acero inoxidable de las pilas de combustible y las tuberías selladas de aleación de titanio están micro-soldadas con electrodos-de cerio-tungsteno de diámetro fino, con menos oxidación en la capa intermedia de soldadura y estándares de prueba de rendimiento herméticos-.

V. Aplicación de electrodos de tungsteno en el procesamiento de dispositivos médicos y elementos sensores de precisión.

El procesamiento de dispositivos médicos y elementos sensores en miniatura tiene restricciones estrictas en cuanto a impurezas de soldadura y residuos radiactivos, y los electrodos de tungsteno de tierras raras-libres de radiactividad se han convertido en la selección principal en este campo.

Soldadura de instrumentos metálicos médicos: instrumentos quirúrgicos de aleación de titanio, accesorios mínimamente invasivos de acero inoxidable y pequeños componentes implantados de aleación de níquel-titanio se sueldan con electrodos de baja-cerio-tungsteno o lantano-tungsteno de baja-corriente, y se inserta gas inerte durante todo el proceso para protección, y se generan impurezas nocivas dentro de las soldaduras.

Embalaje del equipo de detección y detección: micro-carcasa del sensor de acero inoxidable de temperatura y presión, soporte metálico para instrumentos ópticos, sellado y empaquetado con electrodo de tungsteno, soldadura por puntos de micro-arco, la entrada de calor del arco está dentro de un rango controlable, probabilidad efectiva de daño por calor de los componentes electrónicos internos de precisión.

VI. Precauciones para la selección de electrodos de tungsteno

Para la selección de electrodos de tungsteno en diferentes escenarios de procesamiento, se pueden combinar y referenciar de acuerdo con tres condiciones básicas: material de metal base, corriente del soldador y condiciones de operación de producción.

Material base de procesamiento: los electrodos de tungsteno puro o circonio-tungsteno con efecto de limpieza del cátodo se prefieren en escenarios de procesamiento de aleaciones de aluminio-magnesio; Para materiales base que requieren soldadura CC, como acero al carbono, acero inoxidable y aleaciones de titanio, se prefieren electrodos de cerio-tungsteno o lantano-tungsteno para lograr un equilibrio entre la limpieza de la soldadura y la estabilidad del conformado.

Corriente de salida de la máquina de soldar: en condiciones de funcionamiento de CA, se debe preferir el electrodo con esferoidización natural y adecuado para la limpieza del cátodo; En condiciones de CC, se debe poner énfasis en los electrodos de cerio-tungsteno o lantano-tungsteno con un rendimiento de emisión de electrones estable después del dopaje con elementos de tierras raras para garantizar la estabilidad de la luz del arco y la precisión del inicio del arco de baja-corriente.

Condiciones de producción y operación: los electrodos de cerio-tungsteno se pueden usar para soldaduras de precisión en lotes pequeños-a corto plazo-plazo; El procesamiento continuo a largo plazo-de las líneas de producción automatizadas da prioridad al uso de electrodos de lantano-tungsteno, que no solo tiene en cuenta los requisitos de protección ambiental, sino que también logra una mejora general de la eficiencia al equilibrar el ciclo de reemplazo de electrodos y las soldaduras.