对于“熟视无睹”事物的探究1——电弧焊

　　但是，换个思维，事情就会有了转机，平凡的生活其实也是处处有精彩的，并不见得那么乏味。不妨主动对某个事物进行一下探究。

　　今天看了中央电视台《科技之光》关于水下金属焊接的一期节目（网上下载，2006年9月16日），知道水下金属焊接是采用闭合电路的原理。

　　但是闭合电路为何会形成高热量熔化金属？究竟陆上空气中是否也用闭合电路实现焊接（即我们日常经常看到的电焊）呢？如果都是同样原理，两者在具体实现时有什么不同吗？

　　带着这些疑问，我查阅了网上资料。终于大致明白了这个“熟视无睹”，但其实一直没弄懂基本原理的事物。

　　其实水下焊接和在陆上大气中实现的电焊都属于“电焊”的范畴，其原理都是被焊接的导电金属与电焊机和与焊机相连的焊条（焊枪）之间形成一个闭合电路，因为焊条与被焊接金属间电阻（称为接触电阻）较高，其间产生电弧，电弧在局部产生很高的电热（电流产生的热量），温度通常达到5000-6000℃，从而把工件表面熔化形成熔池，与熔化的低熔点的焊条合金形成冶金结合，从而达到焊接或切割的效果。由于电弧温度高，电离了局部空气（也就形成火），融化的金属也会发出光热，因此我们就看到了电焊时的发出强光和火星四溅的场景了。

　　这里用到的计算电流发出热量的公式是Q=I²Rt，其中Q是指热量，单位J；I指焊接电流强度，单位A；R指接触电阻，单位Ω;t指时间，单位s。

　　值得注意的是，由于被焊接材料电阻率不同，要产生同级别的热量和达到相应的温度，采用的电流是不同的，不锈钢等不良导体采用较低电流（几千安培）就行，铝合金等电的良导体就要较高电流（几万安培）才行。由于电焊机有焊接短路时电压急剧下降的特点，焊条引燃后以及焊条熔化粘连后电压都会呈现急剧下降的情形，因此对进行焊接操作的人员是相对安全的。

　　上面说的是手工电弧焊，其实还有氩弧焊（温度9000-10000℃），等离子弧焊（温度16000-32000℃）等。具体焊接工艺有所差异，但是基本原理都是一样的。

　　从小在工矿区长大，经常看到电焊、气焊等操作，但是也没有想到去深究一下其中的原理。今天探究一番，才基本弄明白了。看来我们身边其实有很多常识性的东西需要去主动学习一下呢。