金属的切割与焊接中的化学知识

金属的切割包括热切割和冷切割两种。
　　
　　热切割在工程机械行业中应用广泛，火焰、等离子、激光三种切割技术均属于热切割。它是利用不同的热源将金属材料融化或气化后，再进行吹离切割的方法。
　　
　　冷切割是近些年才发展起来的，主要是利用高压水射流进行切割的一种方法。它以水或水与磨料的混合物作为工作介质，对被加工材料进行冲击，剥离和切割。
　　
　　金属的焊接总是与金属的切割紧密联系的。它的方法很多，有电弧焊、气体保护焊、电子束焊、激光焊、超声波焊等等。但总体说来，大致有两种接合金属的做法：
　　
　　1.熔接：将两种金属熔化变成合金而接合。
　　
　　2.焊接：在两金属之间加入熔点更低的金属（通常为焊丝），因为该低熔点金属熔化后产生扩散而将两被焊金属接合。焊接又分软焊和硬焊，硬焊是在450°C以上进行的连接方法。软焊是在450°C以下进行连接的方法。
　　
　　可见前者是通过热源与材料的相互作用，使材料局部快速熔化而实现焊接；而后者不熔化材料本身，而是在焊接工作表面输送焊丝，通过高温使焊丝熔化从而使材料相互连接。
　　
　　由上可知，焊接是通过熔化合金焊条达到连接的，要想达到满意的焊接接头，就需待合金焊条液化流动起来后润湿母材（即完全填满焊缝），而影响钎料润湿性的一个重要因素就是母材金属表面的状态。也就是要保证金属表层和覆盖它的熔化的合金焊条之间的清洁。
　　
　　传统的焊接工艺，铜及铜合金钎焊前必须将焊件表面清理干净，清理有物理与化学两种方法，物理的方法就是用锉刀、砂布或砂轮打掉焊件表面的锈斑与氧化物，化学的方法就是用热的氢氧化钠、碳酸化钠等腐蚀性溶液浸泡焊件。清理后的焊接接头应尽快进行钎焊，以避免焊件在常温下发生氧化。
　　
　　即便金属表面的混杂物、氧化物或余渣被清除，仍然不能对金属或合金进行加热，因为必须在加热过程中保证金属远离新形成的氧化物。加热时阻止氧化物形成的产品在焊接时能确保表面的干净，这种产品就是“除垢剂”或“助焊剂”。最新技术是用气体保护来取代焊剂保护。氮气，二氧化碳常用作保护气体，在焊接中的主要作用是排除焊接过程中的氧气，增加可焊性，防止再氧化。
　　
　　出于安全考虑，电焊、氧割工人必须经过培训，持有《特种作业操作证》才能上岗。烧电焊时必须戴电焊面罩，其主要功能有二，一是防止火花飞溅到脸上，二是防止电光线灼伤眼睛和皮肤。由于电焊时产生很强的光，长时间照射皮肤就会红肿，容易发展成电光线灼伤型皮炎、眼炎，所以需要特别防护。
　　