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氢气焊接

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朗缪尔申请专利时所用的电极草图

原子氢焊接(Atomic hydrogen welding,简称AHW)是一种弧焊焊接程序,在氢气的屏蔽氛围下在两电极间产生电弧。原子氢焊接技术由欧文·朗缪尔研究氢原子时所发明。焊接过程中,电弧会有效率地把氢分子分解成氢原子,当氢原子再度复合时就会产生大量的热能,进而产生高达3400至4000 °C的高温。如果没有电弧,普通的氢氧炬只能产生2800 °C。[1]原子氢焊接产生的高温是目前已知焊接用焰第三高的温度,仅次于二氰乙炔焰的4987 °C及焰的4525 °C。而较常见的乙炔焰也只能提供3300 °C的温度。原子氢焊接的装置有许多别名,例如原子氢焰(atomic hydrogen torch)、初生氢焰(nascent hydrogen torch)、朗缪尔之焰(Langmuir torch)等。整个焊接过程也可以称作原子弧焊(arc-atom welding)。

原子氢焊接技术可以用来处理难熔金属的焊接,难熔金属中熔点最高的钨大概在3422 °C时熔化。这项技术的另一样好处是,氢气气氛也可以作为遮蔽气体英语shielding gas,防止氧化及其他元素如等所产生的污染,确保被焊金属的性能不至于严重下降,也因此不需要再额外添加助焊剂

电弧的维持与工件、零件被焊互为独立事件。氢气的成分主要由双原子的(H2)分子构成,但氢气当靠近电弧附近的600 °C(1,100 °F)高温时,氢分子分解成氢原子并吸收电弧的大量热量。当这些氢原子撞击到较冷的表面,如工件欲焊处时,则又重新形成双原子的氢分子,在键结生成时释放大量能量。原子氢焊接的能量可以透过电弧与工件表面的距离轻易调节控制。原子氢焊接后来会被熔化极气体保护电弧焊的技术所取代,纯粹只是因为钝气的取得变便宜、变容易了。

原子氢焊接的过程中,金属焊料英语filler metal可能会用得到也可能用不到。焊接过程电弧的维持与工件、零件被焊两者互为独立事件。只有在电弧碰触到工件的时候,工件才会变成电路的一部分,工件和电极间才会产生电压。

参见

参考文献

  1. ^ 存档副本. [2008-01-26]. (原始内容存档于2008-01-11). 
  • Norton science encyclopedia 1st and 6th edition copyright 1921–1950 and 1976
  • Van Nostrand's Encyclopedia of Science (Pg. 1311)
  • Welding Handbook Vol. 2 Library of Congress number 90-085465 copyright 1991 by American Welding Society
  • Kalpkjian, Serope and Steven R. Schmid. Manufacturing Engineering and Technology textbook Fifth edition. Upper Saddle River: Pearson Education, Inc., 2006
  • Atomic Hydrogen Welding. Specialty Welds. [2008-01-26]. (原始内容存档于2014-10-19). 
  • Atomic-Hydrogen Welding. Odhams Practical & Technical Encyclopaedia. 1947 [2008-01-26]. (原始内容存档于2008年1月11日). 
  • Atomic Hydrogen Blowtorch. Lateral Science. [2008-01-26]. (原始内容存档于2008年1月11日).