镍和镍合金的焊接工艺特点

　　我们在为爱车更换火花塞时，销售人员会拿出各种各样的火花塞让我们挑选，这个是铂金的，那个是铱金的，最便宜的是镍铜合金的；还有电极的形状，有单极的，有双极的，还有三极、四极的，甚至还有无极的......各种品牌就更不用说了，什么博世的，电装的，NGK的，直到把我们消费者弄个迷迷糊糊的，最后在销售小姐的“热情”推荐下，买了一个最贵的了事。那么火花塞为什么会有这么多的种类呢？它们之间都有什么区别呢？听老侯来告诉大家：火花塞电极那点事。

　　火花塞电极的构造及点火间隙

　　火花塞点火是利用点火线圈的高压电能击穿，使周围的燃烧粒子活性化，形成火焰核，火焰核再传播，点燃周围的可燃气体。

　　火花塞电极的材料

　　火花塞的中央电极和侧电极一般采用不同的材质。

　　中央电极的材质经历了铁、镍、镍基合金、镍-铜复合材料以及贵金属几个演化过程。

　　侧电极一般与火花塞机体材质相同，但为了降低电腐蚀和化学腐蚀作用，多采用在镍基中加入锰和硅等元素以提高抗腐蚀性。 随着发动机性能的提高，负荷的增大，侧电极也在使用更高级的材料，但为了降低成本，只是在侧电极的头部焊接少量的贵金属。

　　应用在火花塞电极上的贵金属主要有铱、铂、镍三种，它们都具有怎样的特点呢？

　　铱是一种硬度高且脆，银白色的铂族过渡金属，高温时可压成薄片或拉丝。铱是密度第二高个的元素（次于锇），即使在测试温度2000℃的高温，铱也仍是最耐腐蚀，耐磨的材料。铱在合金中更能抵抗高温及腐蚀，例如在火花塞的电极上使用铱就是利用它的这个特性。

　　铂是一种过渡金属，密度大，可延展，色泽银白，金属光泽，硬度4－4.5，相对密度为21.45。熔点高为1773℃。由于铂熔点比铱（2410±40℃）低，因而性能稍逊一筹，但比起最普通的镍合金还是强很多的。富延展性，可拉成很细的铂丝，轧成极薄的铂箔。化学性质极稳定，不溶于强酸强碱，致密的金属铂在任何温度下的空气都不被氧化。

　　镍化学符号为Ni，原子序数为28，具磁性，银白色过渡金属，熔点为1453℃。在自然界中以硅酸镍矿或硫、砷、镍化合物形式存在。性坚韧，有磁性和良好的可塑性，在空气中不被氧化，溶于硝酸。一般的镍合金火花塞的中央电极都会比较粗，因而在使用一段时间后点火稳定性就会变差。

　　使用这三种金属作为中央电极的火花塞分别叫做铱金火花塞、铂金火花塞、镍铜合金火花塞。

　　现在的汽车上95%使用的是镍铜合金火花塞，就是所谓的普通火花塞；而铱金火花塞和铂金火花塞称为贵金属火花塞，一般只应用在高性能的发动机上。

　　贵金属一般会被制成极细电极（直径0.2mm），通过烧结的方法固定在绝缘体发火端。也有把直径为0.4mm-0.8mm的贵金属圆片使用激光焊接方法焊接于中央电极以及侧电极上的。

　　贵金属电极火花塞的优点

　　1

　　电极的高抗腐蚀性使得点火间隙长期不变，点火间隙稳定，发动机运转平稳，无需修正发动机点火间隙。有数据表明，使用铂金火花塞的发动机经过16万公里运转，点火间隙仅增大0.05mm。

　　2

　　由于贵金属极细电极具有尖端放电效应，因而点火更容易，发动机在低转速工况也能平稳运行

　　3

　　极细电极减弱了电极吸热和消焰作用，火焰核更容易形成从而点燃混合气，使燃烧更充分，排放更低。

　　火花塞的电极形式

　　经过了一百多年的发展，传统的标准火花塞已经发展出多种多样的电极类型。火花塞由传统的标准型单侧极发展到突出型单侧极，由单侧极发展至多侧极。

　　多侧极的主要优点是延长火花塞电极寿命，提高点火可靠性，缺点是吸热多，消焰作用大，降低了点火能量。并且点火位置变化较大，影响燃烧的稳定性。

　　有些火花塞在电极上做V型或U型槽，这样做的目的主要是利用尖端放电的效应，增加冷启动点火性能，使点火更稳定。但这样会降低火花塞的使用寿命。

　　火花塞的电极间隙

　　不同发动机甚至同一款发动机在不同调教的情况下，所使用的火花塞间隙都不一样。火花塞间隙过小会导致提前点火、死火甚至发动机损坏；火花塞间隙过大会导致失火、火花塞污垢增多、动力下降、油耗增加。

　　使用铱金或铂金火花塞会提高发动机的性能吗？

　　许多车友认为，厂家不给自己的车配备铂金火花塞，完全是出于成本考虑，是偷工减料的表现，因此十分愤愤地掏钱将自己车上远未到火花塞更换周期的镍合金火花塞更换为铂金的。这样的更换显然是出于对性能的考虑，而非耐久性。那么估计十个车友会有九个觉得失望，因为这种性能的提升实在是有限，甚至丝毫感觉不出来。其实这才是原厂不采用贵金属火花塞的主要原因。

　　提高整个发动机的点火性能是一个系统工程，单靠换火花塞对发动机性能是不会有太大的改观。因为发动机的点火系统主要由高压线、点火线圈、分电器、火花塞等组成。我们要想从根本上提高发动机性能，首先需要考虑提升点火电压，更高的电压才能提供更大的点火能量。提升电压之后就更换线径粗且导电性好的高压线，因为一条高压线的导电性与它的截面积、长度和材料有关系，如果线径过细、过长以及导线中含杂质较多都会影响点火性能。只有这些更换以后，才有必要考虑更换铂金火花塞。注意，这里说的也仅仅是考虑，而不是必须，因为此时即使不更换铂金火花塞，点火性能同样也能获得提升。

　　与单极和多级的区别不同，铂金火花塞最主要的优点并不是提高点火能量，而是提高耐久性。它的使用寿命比镍合金的长得多，适合更恶劣的工作环境，对于高性能发动机而言，它能更持久稳定的工作。至于在性能方面，它的点火能量与普通镍合金是类似的，当然会在失火率方面有些优势，但这更多的是出于其要满足高转速发动机的设计需求，而且这种优势并不明显。因此当我们修改了整套点火系统以后，发动机的工作状况变得更加强了，燃烧室的工作环境变得更加恶劣，因此采用铂金火花塞的优势就体现出来。

　　而对于价格较低的经济型轿车，它的设计取向更多的是经济性，在能满足日常代步的情况下，剔除更多没有意义的强化。而作为镍合金的火花塞，完全可以满足这类车型的工作需求，虽然每3万公里左右需要更换一次，但成本要比铂金的低很多，综合来看其成本差别并不大。当然，后期的更换也会给厂家带来一些售后利润，这也是厂家考虑的因素之一，但并不是主要的。

　　铂金火花塞最大的特点是寿命长，耐久性好，适合更恶劣的工况。因此在其他部件没有做任何改动的情况下，更换铂金火花塞，一般只能起到延迟更换火花塞周期的作用，而对于性能的提升则非常有限。对于那些并不想彻底修改点火系统的车主来说，如果在原厂火花塞还未到更换周期的时候更换铂金火花塞，是非常得不偿失的。

　　而如果单纯期望从性能提升的角度更换铂金火花塞，还是放弃为妙，因为更换以后产生的效果很难让你有任何惊喜。如果是出于寿命考虑，自己的车辆使用比较恶劣，短时间驾驶里程较多，不愿意频繁前往维修站更换火花塞的车友，采用铂金火花塞是可以的，这样可以减小更换次数，并且提高工作效率。

　　老侯点评：

　　现在汽车的火花塞类型层出不穷，型式花样翻新，生产厂家不遗余力的制造各种噱头，销售人员是极力的忽悠，其最终的目的，就是从车主身上赚更多的钱。其实，对于我们普通的家庭用车来说，普通的火花塞就足够用了，真的没必要去花高价选择贵金属火花塞，性能没好到哪儿去，价格可是翻了好几番，实在是不值。说是能使用的更长久，但就国内的燃油品质，几万公里之后，火花塞是没烧坏，但上面的积碳太多了，同样要更换。所以，大家在更换火花塞的时候，一定要挺住，坚决抵制忽悠，选择最适合自己爱车的火花塞就好。