随着国家对具有放射性危害的钍资源有计划性的管理,钍的价格不断上升,推动了焊接领域环保钨电极替代钍的发展。对市场上现有替代钍钨的Ce-W,三元稀土W电极(La-Ce-Y)以及美国市场上积极推广的E3电极的焊接性能进行研究,采用钨极氩弧焊(TIG)直流正接(DCSP)的方法研究了几种电极的高温抗烧损性能,尺寸稳定性以及静特性曲线,并对燃弧后电极尖端的表面形貌进行了扫描电镜(SEM)观察,对稀土添加相La2O3,Y2O3,CeO2在电极尖端轴向分布进行了能谱分析(EDX)。对比试验结果发现,在焊接电流200 A工作5 h后,E3和WX电极的烧损量明显小于Th-W,Ce-W电极,且质量损失随时间呈近似的线性关系,尺寸稳定性好。从金相组织可以看出Th-W,Ce-W电极再结晶晶粒粗大,E3和WX电极的再结晶晶粒小,再结晶程度较弱,从侧面说明E3和WX电极工作温度较低,电子发射能力强。几种稀土氧化物的行为揭示了电极性能差异的本质原因,多元电极中,CeO2的扩散速率最快,使得其在小电流焊接和起弧过程中作用明显。Y2O3和La2O3热稳定性好,只有在较高温度时其扩散速率才明显增加,因此它们在大电流长时间焊接时作用突出。由于几种元素的协同作用,降低了电极表面的逸出功,并使得电子发射过程稳定。因此,三元稀土钨电极(WX)具有优异的焊接性能。