Fortschrittliche Selten-Erd-dotierte Wolfram-Elektroden für überlegene Schweißleistung

Einleitung

Wolfram-Elektroden sind unverzichtbar in Schutzgasschweißen, Plasmaschweißen, -schneiden, -spritzen, -schmelzen und Speziallichtquellen. Während thoriumdotierte (ThO₂) und ceriumdotierte (CeO₂) Elektroden Industriestandards waren, bergen ihre Radioaktivität Umwelt- und Gesundheitsrisiken. Forscher haben daher eine neue Klasse selten-erd-dotierter Wolfram-Elektroden entwickelt, die vergleichbare oder überlegene Leistung ohne radioaktive Gefahr liefern.

Die Legierung umfasst 0,45–1,75 Gew.-% von zwei Selten-Erd-Oxiden – wie La₂O₃ + Y₂O₃, La₂O₃ + CeO₂ oder Y₂O₃ + CeO₂ – der Rest ist hochreines Wolfram. Der kombinierte Selten-Erd-Gehalt liegt zwischen 2 und 2,2 Gew.-%.

Herstellungsprozess

1. Lösen des gewählten Selten-Erd-Nitrats in Lösung und Mischen mit Wolframtrioxid-Pulver. Nach Trocknung zweifache Reduktion – first bei 500–540 °C, dann bei 640–920 °C unter Wasserstoff – zur Erzeugung feinen Wolfrumpulvers.
2. Pressen des Pulvers und Vorsintern bei 1.200 ± 50 °C. Das Material wird dann unter 90 % des Schmelzstroms geschmolzen und gesintert. Schließlich werden Elektroden verschiedener Durchmesser durch Rotationsschmieden und Kettenziehen gefertigt.

Die Dual-Oxid-Strategie verleiht der Elektrode überlegene Lichtbogenstabilität, reduziertes Anbrennen bei niedrigen und hohen Strömen und einfachere Verarbeitung im Vergleich zu Ein-Oxid-Pendants.

Beispielsweise bietet eine lanthandomierte Elektrode exzellente Lichtbogenstabilität bei mittlerem bis niedrigem Strom, neigt aber bei hohem Strom zum Anbrennen. Eine yttriumdotierte Elektrode widersteht hohen Strömen mit minimalem Anbrennen, ist jedoch schwerer zu verarbeiten und zeigt schlechtere Stabilität bei niedrigen Strömen.

Fazit

Dieser Überblick soll die Vorteile der neuen selten-erd-dotierten Wolfram-Elektroden verdeutlichen. Für tiefere Einblicke in Wolfram und andere Refraktärmaterialien besuchen Sie Advanced Refractory Metals (ARM).

Hauptsitz in Lake Forest, Kalifornien: ARM ist ein globaler Anbieter von Refraktärmetallen und -legierungen. Sie liefern hochwertiges Wolfram, Wolframlegierungen, Niob, Molybdän, Tantal, Rhenium, Titan und Zirconium zu wettbewerbsfähigen Preisen.