[发明专利]一种低成本钨电极的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低成本钨电极的制备方法。

背景技术

由于钨的特性，熔点高(3683℃±20℃)，电子发射能力强，弹性模量高，蒸气压低，故很早就被用作热电子发射材料。钨由于还具有熔点高，耐腐蚀，高密度，良好的导热和导电性，所以用钨做成的钨电极被广泛用于焊接，它尤其适合用于TIG焊接以及其它类似这种工作的电极材料。

目前常用钨电极都是以钨为基掺杂一些电子逸出功低的稀土氧化物经过粉末冶金和机械加工制备而成，整体上是一种一次成型工艺。然而钨电极在实际使用过程中，由于需要夹持，电极棒后端常会有3~5cm利用不到，造成材料的极大浪费和使用成本的增加。

如果考虑将电极棒末端3~5cm换成其他廉价材料，将大大降低钨电极的加工和使用成本，节省大量钨资源和稀土资源。

专利CN 200410084406介绍了一种真空钎焊连接的铈钨棒和纯钨棒组成的钨电极。其方法主要是先加工铈钨杆、纯钨杆、制备筒形焊片和环形焊丝，然后对铈钨杆、纯钨杆、筒形焊片和环形焊丝进行真空除气、退火处理，再将镍基筒形焊片装入铈钨电极头的圆筒形空腔内，随后将纯钨电极杆的短圆柱杆插入所述的圆筒形空腔内，最后在靠近铈钨电极头的纯钨电极杆上套上镍基环形焊丝，并确保电极头与电极杆同轴，然后放入真空钎焊炉内进行高温真空焊接而得到。该方法虽然只是起到了节约稀土材料的作用，但是仍然需要使用和传统钨电极制品所需的钨材料，不利于战略资源钨的可持续发展。

专利201220301251介绍了一种新型钨电极，主要由钨电极和铜电极连接组成，还设有钼接头，钼接头两端均设有外螺纹，一端与钨电极上设有内螺纹孔I连接，另一端与铜电极上设有的内螺纹孔II连接。该法表面上工艺简单，操作易行，但钼合金上的内螺纹孔加工难度大，成品率较低，不符合规模化生产要求。

专利CN 201352545 Y介绍了钨镍电极，其电极的一端是钨棒，另一端是镍棒，钨棒和镍棒相焊接。其制作方法及主要工艺流程如下：1)、冲剪要求尺寸的镍棒，并进行喷砂处理以提高表面粗糙度，同时使两端头较圆润。2)、镍棒化学除油及超声波清洗，然后于（120±10)℃烘箱烘干，时间1h，冷却备用。3)、采用专用碰焊机，设置合适的碰焊参数，使钨棒的一端与镍棒的一端紧密焊接在 一起。上述钨镍电极有以下一些不足之处：因为在其生产过程中需要同时进行冲剪、喷砂及清洗处理镍棒和钨棒2种金属，镍材料价格也不低，仍有被其他材料替代的可能。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明通过将钨电极杆与Cr-W-Mo-V合金钢杆通过焊接材料在高频感应焊接机上进行高温焊接得到一种低成本钨电极。所得钨电极接口部位冶金结合强度高，既保证了钨电极端的使用性能，又在节约钨材料的情况下保证了钨电极产品的标准长度，节约了钨电极生产成本和氩弧焊施工成本。

本发明的目的在于提供一种低成本钨电极的制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种低成本钨电极的制备方法，包括以下步骤：

1）制备长度为现有各钨电极标准长度3/4～4/5的钨电极杆；

2）取直径与钨电极杆相同的Cr-W-Mo-V合金钢杆；

3）将钨电极和合金钢用水基清洗剂进行超声波清洗； 

4）将上述清洗后的钨电极和合金钢杆用去离子水进行超声波清洗，除去残留的水基清洗剂；

5）将4）中清洗后的钨电极和合金钢杆用乙醇进行超声波清洗1～2次，晾干；

6）将晾干后的钨电极杆和合金钢杆进行等离子清洗；

7）焊接材料的制备：焊接材料为以下质量份数原料组成的焊片：25~30份W，43~55份Mo，8~10份Ni，8~10份Co，3~5份Fe，1~2份Ti、V、Ru、Re中的至少一种，焊片的直径与乌电极杆的直径一致；或者为以下质量份数原料组成的焊剂：25~30份W，43~55份Mo，8~10份Ni，8~10份Co，3~5份Fe，1~2份Ti、V、Ru、Re中的至少一种，1.25~12.5份聚乙二醇PEG400，12~96份乙醇，1~10份消泡剂；

8）焊接：将6）所得的钨电极杆竖直固定在焊接机的工作台上，受等离子清洗的一面朝上，将焊片或焊剂置于其上，再将6）所得的合金钢杆受等离子清洗的一面朝下，与焊片或焊剂相接，使钨电极杆、焊片或焊剂、合金钢杆同轴竖立，然后利用焊接机进行焊接；

9）将焊接后的钨电极杆-焊接材料-合金钢杆室温放置4~12h之后，进行杆件圆柱表面抛光或者磨光处理，即得低成本钨电极；该低成本钨电极长度与现行各钨电极的标准长度一致。