电极连接接头旋合度的计算

所谓的旋合度，是指接头连接时的旋紧程度。在不考虑施加预紧力的情况下，当连接的两个电极端面接触的时候，两个端面上点是一一对应的。可以分别在两个电极的外周做标记，当旋合时标记点对齐，就意味着端面接触上了，当然，这时只是外周的边缘有接触。

在两个电极端面对应标记点处， 沿着轴向，相同的深度上的有效中径是一致的，可以根据这个原理，在连接前，在两个电极靠近端面的外周画出标记点。

在施加预紧力的情况下，电极端面和螺纹都产生压缩变形，因此，实际连接后，两个标记点会错开一定的角度，找出这个错开的量，就可以在电极出厂的时候，在两个电极上找出真正对应的点，做出标记，这样用户在现场连接的时候，可以快速、有效地实现理想连接，原理和机械上常用的通过测定螺栓的伸长量的方法控制预紧力是一样的 。

直流电通过导体时，在导体横截面上的电流是均匀的，而当交流电通过导体的时候，电流会向导体表面集中，这个现象叫做交流电的集肤效应。电流的频率越高，集肤效应越明显。电流离开导体截面中心向表面集中的程度，可用集肤效应深度来表示。

由于集肤效应的关系，在电极工作的时候，正常情况下，约80%的电流经由电极接头与外表面之间的环状带流过，约20%的电流流过中心的电极接头部分。这无疑是对电极连接有利的。如果电极连接时，端面能够良好贴合， 就会充分利用集肤效应的作用， 使得绝大部分电流从外环流过。减轻接头部分的电阻热，避免因发热而烧化、断裂。同时，良好的贴合，也使得接触电阻很小，减小功耗。

由上所述，为了充分利用集肤效应，电极连接时，就要使得端面尽量做到全面贴合。同时，电极在放电工作的时候，由于电磁振动，电极和接头的连接很容易松动，因此，需要施加预紧力。

在电极连接螺纹孔加工时， 对端面与螺纹轴线的垂直度有严格要求， 端面要中凹0.05~0.1mm(根据电极材料的弹性模量确定)，电极的理想连接状态就是通过施加适当的预紧力，使得端面产生弹性压缩变形，克服中凹，实现全面贴合。同时，要控制预紧力的大小，既不能太大，超过接头的屈服强度，产生失效断裂；也不能太小，预紧力小， 提供不了足够的正压力和螺纹之间的摩擦力，造成松动 。

在电弧炼钢中，随着放电功率以及电极直径的增大， 工作电流产生的热量会迅速增加，对接头连接的要求也更加严格。实现电极的理想连接，除了提高接头及接头孔的加工质量、改善接头材质外，对旋紧扭矩也有适当的要求，使得预紧力恰当，避免预紧力太大造成在工作中从接头部位断裂，或者预紧力太小导致电极在工作中脱落 。

凸凹型连接发明较早，但是一直到20世纪80年代还没有在消耗量最多的大、中规格石墨电极生产中应用，其原因有以下4点：

（1）凸凹型连接时设计的接触面积比较大，需要采用比连接普通电极时大50%的拧紧力矩，这对连接每根重量达数百千克的大、中规格石墨电极来说，要达到所需要的拧紧力矩是比较困难的；

（2）普通功率石墨电极除少量小规格电极外都不经浸渍处理，电极的体积密度及强度不高，而且两端的密度和强度还有一定差异，对大、中规格石墨电极而言，连接后的抗拉强度达不到要求；

（3）连接螺纹形状的设计和加工技术还不够成熟；

（4）凸凹型连接的攻螺纹露在外面容易被碰损，因此包装及运输都要有专门措施 。

电极，一般情况下，仅指电子导体或电于导体材料，如铂电极、石墨电极。

有时候，说到某种电极时，指的是电极反应或整个电极系统(包括离子导体)，而不只是指电子导体材料，如参比电极。

若按电位高低区分电极，则电位较高的电极称为正极，电位较低的电极则称为负极。若按电极上发生的反应区分电极，则发生氧化反应的电极称为阳极，发生还原反应的电极称为阴极。在电解槽中，正极即阳极，负极即阴极，在化学电源中，在工作状态下(放电时)负极是阳极，正极则是阴极；而在充电时，正极成为阳极，负极则为阴极。为了避免混淆，化学电源的电极，宜分别称为正极和负极。

在电化学体系中伴随着两个非同类导体之间的电荷转移而在两相界面上发生的化学反应，称为电极反应。

气体扩散电极是粉末多孔电极在气体电极中的应用。电极的活性物质是气体。气体电极反应在电极微孔内表面形成的气一液-固三相界面上进行。工业上已得到应用的是氢电极和氧电极，如燃料电池的正、负极和锌一空气电池的正极都是这种气体扩散电极。典型的电极结构有:双层多孔电极(又称培根型电极)、防水型电极、隔膜型电极等。

1、电沉积式电极电沉积式电极是以冲孔镀镍钢带为阴极，在硫酸盐或氯化物中，将活性物质电沉积到基体上，经辊压，烘干，涂粘结剂，剪切成电极片。电沉积式电极制造工艺简单，生产周期短，活性物质利用率高。用电沉法可以制备镍、锅、钻、铁等高活性电极，其中电沉积式锡电极已在隔一镍电池中应用。

2、纤维式电极纤维式电极是以纤维镍毡状物作基体，向基体孔隙中填充活性物质，电极基体孔隙率达93%一”%，具有高比容量和高活性二电极制造工艺简单，成本低，但镍纤维易造成电池正、负极短路，自放电大，尚未大量应用。