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第1章 はじめに
1.1 ランタンタングステン電極の定義と概要
1.2 溶接および産業におけるランタンタングステン電極の重要性
1.3 研究・応用の背景
第2章 ランタンタングステン電極の種類
2.1 ランタンタングステン電極は、ランタン含有量に応じて分類
2.1.1 WL10(ブラックペイントヘッド)
2.1.2 WL15(ゴールデンカラー)
2.1.3 WL20(スカイブルー塗装)
2.2 アプリケーションシナリオに応じて分類されたランタンタングステン電極
2.2.1 DC溶接用ランタンタングステン電極
2.2.2 AC溶接用ランタンタングステン電極
2.2.3 特殊目的(プラズマ切断など)用のランタンタングステン電極
2.3 ランタンタングステン電極と他のタングステン電極との比較
2.3.1 ランタンタングステン電極とトリウムタングステン電極
2.3.2 ランタンタングステン電極とセリウムタングステン電極
2.3.3 ランタンタングステン電極と純粋なタングステン電極
2.3.4 ランタンタングステン電極とジルコニウムタングステン電極
2.3.5 ランタンタングステン電極 vs イットリウムタングステン電極
第3章 ランタンタングステン電極の特性
3.1 ランタンタングステン電極の物性
3.1.1 ランタンタングステン電極の融点と沸点
3.1.2 ランタンタングステン電極の密度と硬度
3.1.3 熱伝導率とランタンタングステン電極の伝導率
3.2 ランタンタングステン電極の化学的性質
3.2.1 ランタンタングステン電極の耐酸化性
3.2.2 ランタンタングステン電極の耐食性
3.2.3 ランタンタングステン電極の化学的安定性
3.3 ランタンタングステン電極の電気的性質
3.3.1 ランタンタングステン電極の電子仕事
3.3.2 ランタンタングステン電極のアーク始動性能
3.3.3 ランタンタングステン電極のアーク安定性
3.4 ランタンタングステン電極の機械的性質
3.4.1 ランタンタングステン電極の燃焼抵抗
3.4.2 ランタンタングステン電極の耐摩耗性
3.4.3 ランタンタングステン電極の靭性と脆性
3.5 CTIA GROUP LTD のランタンタングステン電極 MSDS
第4章 ランタンタングステン電極の使用
4.1溶接の分野で使用されるランタンタングステン電極
4.1.1 TIG(アルゴンアーク溶接)でのアプリケーション
4.1.2 プラズマ溶接
4.1.3 適用可能な金属の種類(ステンレス鋼、アルミニウム合金、ニッケル合金など)
4.2 非溶接分野で使用されるランタンタングステン電極
4.2.1 プラズマ切断
4.2.2 放電加工(EDM)
4.2.3 電子機器の電極材料
4.3 ランタンタングステン電極の特別な用途
4.3.1 航空宇宙産業
4.3.2 原子力産業
4.3.3 医療機器の製造
4.4 ランタンタングステン電極アプリケーションケース分析
4.4.1 高精度溶接におけるランタンタングステン電極の応用
4.4.2 高温環境下でのランタンタングステン電極の性能
第5章ランタンタングステン電極の製造および製造技術
5.1 ランタンタングステン電極の原料の調製
5.1.1 タングステン粉末の選択と精製
5.1.2 酸化ランタンの調製とドーピング
5.1.3 その他の添加物の選択
5.2 ランタンタングステン電極の製造工程
5.2.1 ミキシングとプレス
5.2.2 焼結プロセス
5.2.3 鍛造と絞り
5.2.4 表面処理
5.3 ランタンタングステン電極の主要生産技術
5.3.1 ユニフォームドーピング技術
5.3.2 高温焼結技術
5.3.3 精密寸法制御技術
5.3.4 表面コーティング技術
5.4 ランタンタングステン電極の品質管理
5.4.1 原材料品質検査
5.4.2 生産プロセス監視
5.4.3 完成品の品質検査
5.5 ランタンタングステン電極の技術開発動向
5.5.1 グリーン製造技術
5.5.2 自動化とインテリジェント生産
5.6 ランタンタングステン電極の環境保護対策
5.6.1 廃ガスと廃水処理
5.6.2 固形廃棄物管理
第6章 ランタンタングステン電極製造装置
6.1 ランタンタングステン電極の原材料処理装置
6.1.1 タングステン粉末粉砕装置
6.1.2 酸化ランタンドーピング装置
6.2 ランタンタングステン電極成形および加工装置
6.2.1 プレス
6.2.2 焼結炉
6.2.3 鍛造設備
6.2.4 ドローイングマシン
6.3 ランタンタングステン電極の表面処理装置
6.3.1 研磨機
6.3.2 清掃機器
6.4 ランタンタングステン電極の品質試験装置
6.4.1 化学組成分析装置
6.4.2 物理的性能試験装置
6.4.3 電気的性能試験装置
6.5 ランタンタングステン電極の補助装置
6.5.1 環境制御機器
6.5.2 スクラップリサイクル装置
第7章ランタンタングステン電極の国内外の規格
7.1 ランタンタングステン電極の国際規格
7.1.1 ISO 6848:2015(タングステン電極の分類と要件)
7.1.2 AWS A5.12 / A5.12M(American Welding Institute規格)
7.1.3 EN 26848(欧州規格)
7.2 ランタンタングステン電極の国内規格
7.2.1 GB / T 14841(タングステン電極の国家規格)
7.2.2 JB / T 4730(溶接材料の規格)
7.3 ランタンタングステン電極の標準比較分析
7.3.1 国内規格と外国規格の類似点と相違点
7.3.2 生産とアプリケーションへの影響
7.4 ランタンタングステン電極の標準的な更新と開発動向
7.4.1 新規格の開発
7.4.2 規格の国際化の動向
第8章 ランタンタングステン電極の検出方法と技術
8.1 ランタンタングステン電極の化学組成の検出
8.1.1 酸化ランタン含有量の検出
8.1.2 不純物元素の分析
8.2 ランタンタングステン電極の物理的性質の試験
8.2.1 密度と硬さの試験
8.2.2 融点と熱伝導率試験
8.3 ランタンタングステン電極の電気的性能試験
8.3.1 電子ワーク導出の測定
8.3.2 アークパフォーマンステスト
8.3.3 アーク安定性試験
8.4 ランタンタングステン電極の機械的特性の試験
8.4.1 耐焼却試験
8.4.2 耐摩耗性試験
8.5 ランタンタングステン電極の微細構造解析
8.5.1 走査型電子顕微鏡(SEM)分析
8.5.2 X線回折(XRD)分析
8.6 ランタンタングステン電極試験装置の選択と校正
8.6.1 試験装置の種類
8.6.2 キャリブレーションとメンテナンス
8.7 ランタンタングステン電極の試験基準と仕様
8.7.1 国際試験基準
8.7.2 国内テスト仕様
第9章 ランタンタングステン電極の開発動向と課題
9.1 ランタンタングステン電極の技術開発動向
9.1.1 新規ドーピング技術の開発
9.1.2 高性能ランタンタングステン電極の研究開発
9.1.3 環境に配慮した生産技術の推進
9.2 ランタンタングステン電極の市場開発動向
9.2.1 グローバル市場の需要分析
9.2.2 国内市場の見通し
9.3 ランタンタングステン電極の課題
9.3.1 原材料コスト管理
9.3.2 環境保護規制の制約
9.3.3 国際市場での競争
第10章 結論
10.1 ランタンタングステン電極の包括的な利点
10.2 タングステン電気産業の発展のための提案
10.3 ランタンタングステン電極の今後の研究の方向性
虫垂
- 用語集
- 参考文献
第1章 はじめに
1.1 ランタンタングステン電極の定義と概要
ランタンタングステン電極 は、タングステンマトリックス中に酸化ランタン(La₂O₃)をドープしたタングステン合金電極材料で、主にタングステン不活性ガスシールド溶接(TIG溶接)、プラズマ溶接、切断などの高精度な工業用途に使用されています。タングステンは、高融点(約3422°C)、耐食性、高密度、優れた熱伝導率と電気伝導率を持つ金属として、電極材料に最適です。タングステンに少量の酸化ランタン(通常0.8%から2.2%)をドープすることにより、電子の仕事を大幅に改善することができ、それにより電極のアーク開始性能、アーク安定性および耐燃焼性が向上する。ランタンタングステン電極は、特に環境保護と安全性を追求する現代の産業において、その優れた溶接性能と非放射性特性により、従来のトリウムタングステン電極に代わる好ましい材料となっています。
ランタンタングステン電極は、WL10(0.8%〜1.2%の酸化ランタンを含む)、WL15(1.3%〜1.7%の酸化ランタンを含む)、WL20(1.8%〜2.2%の酸化ランタンを含む)など、さまざまな酸化ランタン含有量に応じていくつかのグレードに分けられます。これらの各グレードは、さまざまなアプリケーションシナリオとパフォーマンス要件に対応しています。例えば、WL15は、2.0%のトリウムタングステン電極に近い導電率で人気があり、機器のパラメータを調整することなく溶接機で直接交換することができます。ランタンタングステン電極の端部は、通常、WL10の黒、WL15の黄金色、WL20のスカイブルーなど、さまざまな色でマークされており、区別と選択を容易にします。
ランタンタングステン電極は、通常、高純度タングステン粉末と酸化ランタンをプレス、焼結、鍛造、絞りプロセスを通じて均一に混合することによって作られる粉末冶金プロセスを使用して製造され、直径は0.25ミリメートルから6.4ミリメートル、長さは75ミリメートルから600ミリメートルの範囲で、溶接ニーズの様々なを満たすために。高い再結晶温度、優れた延性、耐クリープ性など、その独自の物理的および化学的特性により、DC溶接とAC溶接の両方で、特に低電流アーク開始やパイプ溶接などの要求の厳しいシナリオで優れています。
1.2 溶接および産業におけるランタンタングステン電極の重要性
ランタンタングステン電極は、現代の溶接および産業分野、特にTIG溶接、プラズマ溶接、切断などのプロセスで重要な位置を占めており、その性能は溶接品質と生産効率に直接影響します。TIG溶接は、タングステン電極を使用して不活性ガス(アルゴンやヘリウムなど)の保護下でアークを発生させる溶接方法であり、ステンレス鋼、アルミニウム合金、ニッケル基合金、チタン合金などの高性能材料の溶接に広く使用されています。これらの材料は、航空宇宙、原子力産業、造船、医療機器の建設で一般的に使用されており、高い溶接品質とプロセスの安定性が必要です。ランタンタングステン電極は、以下の特性により、これらの分野でかけがえのない役割を果たします。
優れたアーク開始性能:ランタンタングステン電極の低電子仕事(WL10の場合は2.6〜2.7 eV、WL15およびWL20の場合は2.8〜3.2 eV)により、低電流でのアーク放電を簡単に開始できるため、シート溶接や精密溶接作業に特に適しています。純粋なタングステン電極と比較して、ランタンタングステン電極は低電圧でより安定しており、アーク開始の失敗のリスクを低減します。
アーク安定性:酸化ランタンをドープしたランタンタングステン電極は、安定したアークを形成し、アークドリフトとスパッタを低減し、溶接の均一性と表面品質を確保することができます。これは、航空宇宙産業や原子力産業など、高品質の溶接を必要とする産業にとって重要です。
低燃焼率:ランタンタングステン電極は、高温アークの作用下での燃焼損失率が低く、電極の寿命を延ばし、交換頻度とダウンタイムを削減します。たとえば、1998年のよく知られたテストでは、1.5%ランタンタングステン電極(WL15)のバーンアウト率は、70Aおよび150AのDC環境で2.0%トリウムタングステン電極および2.0%セリウムタングステン電極のそれよりも大幅に低いことが示されました。
非放射性:従来のトリウム – タングステン電極(トリウム酸化物、放射性、放射線量3.60×10°キュリー/ kg)を含む)と比較して、ランタンタングステン電極は放射性物質を含まず、現代の環境保護と労働安全衛生の要件を満たしています。これにより、ヨーロッパや米国など、環境規制が厳しい市場での競争力が高まります。
汎用性:ランタンタングステン電極は、DC溶接に適しているだけでなく、特にアルミニウム、マグネシウム、およびそれらの合金を溶接する場合、安定したアークと低電極消費を維持する能力を備えたAC溶接でも優れた性能を発揮します。これにより、幅広い溶接シナリオに適応できる汎用性の高い電極材料となっています。
産業用途では、ランタンタングステン電極は、プラズマ切断、放電加工(EDM)、および電子デバイス製造にも広く使用されています。例えば、プラズマ切断では、ランタンタングステン電極は高温プラズマアークの衝撃に耐えることができ、安定した切断性能を提供することができます。電子機器では、その高い導電性と耐食性により、特定の高精度電極に理想的な材料となっています。これらの特性により、世界の溶接および工業市場でランタンタングステン電極の需要が高まっています。
1.3 研究・応用の背景
ランタンタングステン電極の開発と応用は、高性能溶接材料の必要性から始まりました。20世紀初頭、タングステンは融点が高く電気伝導性に優れているため、溶接電極に広く使用されていましたが、純粋なタングステン電極にはアーク開始性能とアーク安定性に限界がありました。希土類材料研究の進歩に伴い、科学者たちは、希土類酸化物(酸化セリウム、酸化ランタン、酸化トリウムなど)をドープすることにより、タングステン電極の性能を大幅に改善できることを発見しました。20世紀の80年代には、トリウムタングステン電極はその優れた溶接性能から主流になりましたが、その放射能は徐々に注目を集め、特に欧米諸国の厳しい環境保護規制の下で、トリウムタングステン電極の使用は制限されました。
非放射性の代替材料を見つけるために、ランタンタングステン電極とセリウムタングステン電極が誕生しました。ランタンタングステン電極は、20世紀後半に市場に参入し始め、酸化ランタン含有量1.5%のグレード(WL15)は、トリウムタングステン電極に近い性能を持つため、急速に人気を博しました。1998年のフィールドテストでは、ランタンタングステン電極の優位性がさらに確認されました:70Aおよび150AのDC環境では、1.5%ランタンタングステン電極は2.0%トリウムタングステン電極と同等の導電性を示しただけでなく、より低い燃焼率とより優れたアーク安定性も示しました。この結果、ランタンタングステン電極は世界中で広く使用されるようになりました。
アプリケーションの面では、ランタンタングステン電極の促進は、TIG溶接技術の開発と密接に関連しています。1930年に米国で発明されて以来、TIG溶接は、その高精度、スパッタなし、さまざまな金属への適応性により、航空宇宙、原子力、海洋、電子産業で広く使用されています。1957年に、タングステンアルゴンアーク溶接は中国で使用され始め、ランタンタングステン電極の導入は、特に原子力発電所の圧力容器、航空宇宙部品、医療機器の製造において、溶接品質をさらに向上させました。
近年、自動溶接技術の進歩に伴い、ランタンタングステン電極は溶接ロボットや自動化装置にますます使用されています。たとえば、自動車業界では、溶接ロボットはスポット溶接とアーク溶接にランタンタングステン電極を使用しており、生産効率と溶接シームの一貫性が大幅に向上しています。さらに、摩擦攪拌溶接やレーザー複合溶接などの新しい溶接プロセスの開発も、ランタンタングステン電極の応用に新たな可能性を提供します。研究領域は、ランタンタングステン電極のドーピングプロセスの最適化、高温性能の向上、および原材料のコスト上昇と環境規制の課題に対処するためのより環境に優しい生産技術の開発に焦点を当てています。
ランタンタングステン電極の世界市場の需要は、特にアジア太平洋地域で、中国やインドなどの国々での製造の急速な発展により、ランタンタングステン電極の消費量が大幅に増加したことで成長を続けています。Chinatungsten Online Technology Co.、Ltd.などの国内企業は、ランタンタングステン電極の製造に豊富な経験を蓄積しており、製品の品質は国際基準に達しています。同時に、国際市場でのランタンタングステン電極の需要は、ISO 6848:2015やGB / T 31908-2015などの関連規格の策定も促進しており、その製造と適用のための規範的な基礎を提供しています。
続きを読む：ランタンタングステン電極の百科事典
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