❶ 重要的化工原料有哪些
硫酸鎳
一、 化學式及產品介紹
化學式為NiSO4
硫酸鎳分為有無水物、六水物和七水物三種。商品多為六水物,有α-型和β-型兩種變體,前者為藍色四方結晶,後者為綠色單斜結晶。溶於水,水溶液呈酸性,易溶於醇和氨水。
二、作用與用途
硫酸鎳主要用於電鍍工業,是電鍍鎳和化學鎳的主要鎳鹽,也是金屬鎳離子的來源,能在電鍍過程中,離解鎳離子和硫酸根離子。無機工業用作生產其他鎳鹽如硫酸鎳銨、氧化鎳、碳酸鎳等的主要原料。另外,還可用於生產鎳鎘電池等。
三、 包裝與貯存
存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。應與氧化劑分開存放,切忌混儲。
氯化鎳
一、 化學式及產品介紹
化學式為NiCl2 別名:氯化亞鎳
氯化鎳的性狀為綠色結晶性粉末。在潮濕空氣中易潮解,受熱脫水,在真空中升華,能很快吸收氨。溶於乙醇、水和氫氧化銨,其水溶液呈酸性,pH約4。
二、作用與用途
氯化鎳主要用作電鍍和催化劑,由鎳與硫硝混酸反應得到。
三、包裝與貯存
密封陰涼乾燥保存。
氨基磺酸鎳
一、 化學式及產品介紹
化學式為Ni(NH2SO3)2.4H2O
氨基磺酸鎳的性狀呈綠色結晶,易溶於水、液氨、乙醇,微溶於丙酮。水溶液呈酸性,有吸濕性,潮濕空氣中很快潮解。乾燥空氣中緩慢風化,受熱時會失去四個分子水,溫度高於110時開始分解並形成鹼式鹽,繼續加熱生成棕黑色的三氧化二鎳和綠色的氧化亞鎳的混合物。
二、作用與用途
氨基磺酸鎳是一種優良的電鍍主鹽,因其內應力低、電鍍速度快、溶解度大、無污染等,而成為近年國際上發展較快的一種電鍍主鹽。已廣泛應用於冶金、鎳網、電子、汽車、航天、兵器、造幣、無線電、彩色鋁合金等行業。
三、包裝與貯存
貯存於通風、乾燥的庫房中。包裝必須完整密封,注意防潮。運輸過程中要防雨淋和日光曝曬。
消泡劑
一、 分子式及產品介紹
破泡劑·抑泡劑·脫泡劑總稱為消泡劑。在工業生產的過程中會產生許多有害泡沫,需要添加消泡劑。消泡劑的種類很多,有機硅氧烷、聚醚、硅和醚接枝、含胺、亞胺和醯胺類的,具有消泡速度快,抑泡能力強的特性。
二、作用與用途
消泡劑廣泛應用於線路板、工業清洗、清除膠乳、紡織上漿、食品發酵、生物醫葯、塗料、石油化工、造紙等行業生產過程中產生的有害泡沫。
三、包裝與貯存
密封,放置在陰涼乾燥處遠離火源。
氫氧化鈉
一、 化學式及產品介紹
化學為NaOH 別名:燒鹼 火鹼 苛性鈉
純的無水氫氧化鈉為白色半透明,結晶狀固體。極易溶於水,溶解度隨溫度的升高而增大,溶解時能放出大量的熱。它的水溶液有澀味和滑膩感,溶液呈強鹼性,能與酸性物質反應,具備鹼的一切通性。燒鹼有固態和液態兩種:純固體燒鹼呈白色,有塊狀、片狀、棒狀、粒狀,質脆;純液體燒鹼為無色透明液體。
二、作用與用途
氫氧化鈉與金屬鋁和鋅、非金屬硼和硅等反應放出氫。與氯、溴、碘等鹵素發生歧化反應。能從水溶液中沉澱金屬離子成為氫氧化物。氫氧化鈉廣泛應用與污水處理劑、基本分析試劑、配製分析用標准鹼液、少量二氧化碳和水分的吸收劑、酸的中和鈉鹽製造。製造其它含氫氧根離子的試劑,在造紙、印染、廢水處理、電鍍、化工鑽探方面均有重要用途,氫氧化鈉還是許多有機反應的良好催化劑。
三、 包裝與貯存
密閉包裝,貯於陰涼乾燥處。與酸類、易(可)燃物等分儲分運。
氫氧化鉀
一、化學式及產品介紹
化學為KOH 別名:苛性鉀
氫氧化鉀是一種強鹼性化工原料。固體氫氧化鉀為白色正交結晶,易潮解並吸收二氧化碳。溶於水放出大量熱,易溶於酒精和甘油。
二、作用與用途
常用於電鍍、鹼性電解質蓄電池方面。無機工業也用作生產鉀鹽,如高錳酸鉀、亞硝酸鉀、磷酸氫二鉀等的原料。
三、包裝與貯存
密閉包裝,貯於陰涼乾燥處。
雙氧水
一、 化學式及產品介紹
化學式為H2O2
過氧化氫溶液,其水溶液俗稱雙氧水,為無色透明液體,有微弱的特殊氣味。純過氧化氫是淡藍色的油狀液體,是一種強氧化劑。
二、作用與用途
生產金屬鹽類或其他化合物時用於除去鐵及其他重金屬。也用於電鍍液,可除去無機雜質,提高鍍件質量。化學工業用作生產過硼酸鈉、過碳酸鈉、過氧乙酸、亞氯酸鈉、過氧化硫脲等的原料,酒石酸、維生素等的氧化劑。高濃度的過氧化氫可用作火箭動力燃料。[
三、包裝與貯存
存於陰涼、通風、乾燥處。
硫化鈉
一、化學式及產品介紹
化學式為Na2S 別名:臭鹼 臭蘇打 黃鹼 硫化鹼
硫化鈉的性狀為白色四方結晶,有硫化氫氣味,有吸濕性。見光和在空氣中變成黃到棕黑色,並逐漸產生硫化氫,遇酸甚至碳酸也能分解。
二、作用與用途
硫化鈉水溶液在空氣中會緩慢地氧化成硫代硫酸鈉、亞硫酸鈉、硫酸鈉和多硫化鈉。由於硫代硫酸鈉的生成速度較快,所以氧化的主要產物是硫代硫酸鈉。硫化鈉在空氣中潮解,並碳酸化而變質,不斷釋出硫化氫氣體。用於滴定分析鎘、礦物浮選、氮肥生產中分析水的硬度、分析氨水的銅液、分析碳酸氫銨的銅氨液、金屬提純、電鍍鋅、鎘等。
三、包裝與貯存
儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫內濕度最好不大於85%,包裝密封。
鹽酸
一、 化學式及產品介紹
化學是為HCl 別名:氫氯酸
鹽酸是一種強酸,濃鹽酸具有極強的揮發性,因此盛有濃鹽酸的容器打開後能在上方看見酸霧,那是氯化氫揮發後與空氣中的水蒸氣結合產生的鹽酸小液滴。鹽酸是一種常見的化學品,在一般情況下,濃鹽酸中氯化氫的質量分數在38%左右。
二、作用與用途
無色液體有腐蝕性。為氯化氫的水溶液(工業用鹽酸會因有雜質三價鐵鹽而略顯黃色)。在化學上人們把鹽酸和硫酸、硝酸、氫溴酸、氫碘酸、高氯酸合稱為六大無機強酸。主要用於金屬加工、稀有金屬的濕法冶金、有機合成、漂染工業、食品工業、無機葯品及有機葯物的生產。
三、包裝與貯存
密閉操作,注意通風。
硫酸
一、 化學式及產品介紹
化學式為H2SO4
硫酸是一種無色無味油狀液體,易溶於水,能以任意比與水混溶。它不僅作為許多化工產品的原料,而且還廣泛地應用於其他的國民經濟部門,是所有酸中最常見的強酸之一。
二、作用與用途
硫酸具有脫水性、強氧化性、難揮發性、強酸性。常用於冶金工業和金屬加工在冶金工業部門,特別是有色金屬的生產過程需要使用硫酸。例如用電解法精煉銅、鋅、鎘、鎳時,電解液就需要使用硫酸,某些貴金屬的精煉,也需要硫酸來溶解去夾雜的其他金屬。在鋼鐵工業中進行冷軋、冷拔及沖壓加工之前,都必須用硫酸清除鋼鐵表面的氧化鐵。在軋制薄板、冷拔無縫鋼管和其他質量要求較高的鋼材,都必須每軋一次用硫酸洗滌一次。另外,有縫鋼管、薄鐵皮、鐵絲等在進行鍍鋅之前,都要經過用硫酸進行酸洗手續。在某些金屬機械加工過程中,例如鍍鎳、鍍鉻等金屬製件,也需用硫酸來洗凈表面的銹。
三、包裝與貯存
儲存於陰涼、通風的庫房。保持容器密封。應與易(可)燃物、還原劑、鹼類、鹼金屬、食用化學品分開存放,切忌混儲。
硝酸
一、化學式及產品介紹
化學式為HNO3 別名:硝鏹水 鏹水 氨氮水
硝酸是一種有強氧化性、強腐蝕性的無機酸,易溶於水,在水中完全電離,常溫下其稀溶液無色透明,濃溶液顯棕色。
二、作用與用途
由於硝酸具有氧化性和酸性,被用來精煉金屬:即先把不純的金屬氧化成硝酸鹽,排除雜質後再還原。硝酸能使鐵鈍化而不致繼續被腐蝕。
三、包裝與貯存
濃硝酸採用耐酸泥封口,稀硝酸採用石膏封口。每壇裝入襯有細煤渣或細礦渣等物的堅固木箱中,以便運輸。
硫酸銅
一、 化學式及產品介紹
五水硫酸銅化學式為CuSO4.5H2O 俗稱為膽礬。
硫酸銅為天藍色或略帶黃色粒狀晶體,水溶液呈酸性,屬保護性無機殺菌劑。硫酸銅是制備其他銅化合物的重要原料。
二、作用與用途
硫酸銅用途廣泛,在電鍍工業用作全光亮酸性鍍銅主鹽和銅離子添加劑,也是電解精煉銅時的電解液。無機工業用於製造其他飼鹽如氯化亞銅、氯化銅、焦磷酸銅、氧化亞銅、醋酸銅、碳酸銅等。染料和顏料工業用於製造含銅單偶氮染料如活性艷藍、活性紫等。有機工業用作合成香料和染料中間體的催化劑,甲基丙烯酸甲酯的阻聚劑。塗料工業用作生產船底防污漆的殺菌劑。印染工業用作媒染劑和精染布的助氧劑。
三、包裝與貯存
儲存於陰涼、乾燥、通風良好的庫房。遠離火種、熱源。保持容器密封。
過硫酸鈉
一、 化學式及產品介紹
化學式為Na2S2O8別名:高硫酸鈉 過二硫酸鈉 二硫八氧酸鈉。
過硫酸鹼分子量是238.13。外觀是白色晶狀粉末,無臭,能溶於水。
二、作用與用途
過硫酸鈉能被乙醇分解,常溫時穩定性好。常作強氧化劑使用,也可用作單體聚合引發劑。能做金屬處理、金屬表面的處理,例如在半導體製造業,對印刷電路的清潔和蝕刻有著極強的功效。
三、包裝與貯存
儲存於陰涼、乾燥、通風良好的庫房。庫溫不超過30℃,相對濕度不超過80%。包裝密封。
過硫酸銨
一、化學式及產品介紹
化學式為(NH4)2S2O8 別名:過二硫酸銨 高硫酸銨 冀衡過硫酸銨
過硫酸銨為白色結晶或粉末。易溶於水,水溶液呈酸性,並在室溫中逐漸分解,在較高溫度時很快分解放出氧氣,並生成硫酸氫銨。相對密度1.98。有強氧化性,與有機物摩擦或撞擊,能引起燃燒。
二、作用與用途
過硫酸銨作為氧化劑和漂白劑,在用作金屬及半導體材料表面處理劑、印刷線路的刻蝕劑時,效果非常顯著。還被廣泛地用於蓄電池工業以及聚合的引發劑、纖維工業的脫漿劑。
三、包裝與貯存
儲存於陰涼、乾燥、通風良好的庫房。遠離火種、熱源。包裝必須密封,防止受潮。
碳酸鈉
一、 化學式及產品介紹
化學式為Na2CO3 別名:蘇打純鹼 洗滌鹼
碳酸鈉為白色粉末或顆粒,無氣味,有鹼性,是鹼性的鹽。有吸濕性,刺激性。可由氫氧化鈉和碳酸發生化學反應結合而成。
二、作用與用途
碳酸鈉是重要的化工原料之一,廣泛應用於冶金、紡織、建材、化學工業、食品工業等領域。用作製造其他化學品的原料、清洗劑、洗滌劑。在冶金工業中,效果尤其顯著,用作冶煉助熔劑、選礦用浮選劑,煉鋼和煉銻用作脫硫劑 。
三、包裝與貯存
儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。應與酸類等分開存放,切忌混儲。
碳酸鉀
一、 化學式及產品介紹
化學式為K2CO3
硫酸鉀的性狀為白色結晶粉末。溶於水,水溶液呈鹼性,不溶於乙醇、丙酮和乙醚。吸濕性強,暴露在空氣中能吸收二氧化碳和水分,轉變為碳酸氫鉀。
二、作用與用途
碳酸鉀是重要的基本無機化工、醫葯、輕工原料之一,主要用於電鍍、電焊條、電子管、印染、油墨、製革、陶瓷、建材及葯物的生產。用作氣體吸附劑,乾粉滅火劑,橡膠防老劑。還用於脫除化肥合成氣中二氧化碳。
三、包裝與貯存
密封乾燥保存。
氯酸鈉
一、化學式及產品介紹
化學式為NaClO3
相對分子質量106.44。通常為白色或微黃色等軸晶體。味咸而涼,易溶於水、微溶於乙醇。在酸性溶液中有強氧化作用。
二、作用與用途
印染工業用作染精元布的氧化劑,也可作媒染劑。無機工業用作氧化劑,也可用於製造亞氯酸鈉及高氯酸鹽。醫葯工業用於製造葯用氧化鋅、二硫基丁二酸鈉。顏料工業用於製造高級氧化鋅和華蘭。農業上用作除草劑。此外,還用於造紙、鞣革、礦石處理、海水提溴和製造印刷油墨、炸葯等。[
三、包裝與貯存
儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。包裝密封。
亞氯酸鈉
一、 化學式及產品介紹
化學式為 NaClO2
亞氯酸鈉呈白色或微帶黃綠色粉末或顆粒晶體,易溶解於水,與有機物接觸能引起爆炸。是一種高效氧化劑和優質漂白劑,相當於漂白精的 2 倍和漂白粉的 7 倍。稍有吸濕性,在常溫下較為穩定。
二、作用與用途
固體亞氯酸鈉是一種高效氧化劑漂白劑。主要用於棉紡、亞麻、紙漿漂白、食品消毒、水處理以及某些金屬的表面處理。因其具有氧化還原電位適中的特點。用於合成纖維(如洗滌等),天然纖維(如棉、麻、桑、紙漿等植物纖維)及人造纖維(如人造絲等)的漂白時。它既能除去色素雜質,也不損傷纖維,從而可以獲得較高質量的漂白成品。這是過氧化氫及其他含氯漂白劑無可比擬的。
三、包裝與貯存
儲存於陰涼、乾燥、通風良好的庫房。遠離火種、熱源。保持容器密封。
活性碳
一、 化學式及產品介紹
活性碳是黑色粉末狀或顆粒狀的無定形碳。活性炭主成分除了碳以外還有氧、氫等元素。在結構上由於微晶碳是不規則排列,在交叉連接之間有細孔,在活化時會產生碳組織缺陷。因此它是一種多孔碳,堆積密度低,比表面積大。
二、作用與用途
活性炭能有效地去除色度、臭味,可去除二級出水中大多數有機污染物和某些無機物,包含某些有毒的重金屬。影響活性炭吸附的因素有:活性炭的特性;被吸附物的特性和濃度;廢水的PH值;懸浮固體含量等特性;接觸系統及運行方式等。活性炭吸附是城市污水高級處理中最重要最有效的處理技術,得到廣泛的應用。
三、包裝與貯存
密封乾燥保存。
檸檬酸
一、化學式及產品介紹
化學式為C6H8O7 別名:枸櫞酸
檸檬酸是一種重要的有機酸,無色晶體。常含一分子結晶水,無臭,有很強的酸味,易溶於水。其鈣鹽在冷水中比熱水中易溶解,此性質常用來鑒定和分離檸檬酸。結晶時控制適宜的溫度可獲得無水檸檬酸。在工業,食品業,化妝業等具有極多的用途。
二、作用與用途
檸檬酸可作化學分析用試劑,用作實驗試劑、色譜分析試劑及生化試劑;用作絡合劑,掩蔽劑;用以配製緩沖溶液;採用檸檬酸或檸檬酸鹽類作助洗劑,可改善洗滌產品的性能,可以迅速沉澱金屬離子,防止污染物重新附著在織物上,保持洗滌必要的鹼性,使污垢和灰分散和懸浮,提高表面活性劑的性能,是一種優良的鰲合劑;可用作測試建築陶瓷瓷磚的耐酸性的試劑。
三、包裝與貯存
置棕色玻璃瓶中,密閉保存。
硼酸
一、 化學式及產品介紹
化學式為H3BO3
硼酸的性狀為白色結晶性粉末或無色微帶珍珠狀光澤的磷片或六角三斜結晶。與皮膚接觸有滑膩感,無無氣味,味微酸苦後帶甜。
二、作用與用途
硼酸可用作生產硼鋼中的添加劑、助溶劑,以使硼鋼具有高硬度和良好軋延性。硼酸可防止金屬焊接、銅焊、套焊的表面氧化,它也是硼鐵合金的原料。另外還廣泛運用於電鍍、稀有金屬冶煉、電解電容器、油漆、翻砂鑄造、紡織工業、木材工業當中。
三、包裝與貯存
密封乾燥保存。
氟硼酸
一、 化學式及產品介紹
化學式為HBF4 別名:四氟硼酸氫氟硼酸
氟硼酸是一種金屬表面氧化物、硅酸鹽膜的清潔和腐蝕劑。無色透明液體,呈強酸性,有催淚性。
二、作用與用途
氟硼酸是清潔金屬表面、電鍍金屬時的電解液。特別是對鋁及合金電鍍前清洗,電解拋光純鋁和從低活度金屬基體除去焊葯及電鍍零件的再清洗;是制備縮醛、酯化纖維素的催化劑;鋁和鋼磷酸鹽鈍化防腐劑組成成份,鉛蓄電池最適宜的溶鉛電解質。
三、包裝與貯存
密封陰涼乾燥保存。
碳酸氫銨
一、化學式及產品介紹
化學式為NH4HCO3 別名:碳銨
碳酸氫銨是一種碳酸鹽,含氮17.7%左右。為無色或淺粒狀,板狀或柱狀結晶體。碳銨是無(硫)酸根氮肥,其三個組分都是作物的養分,不含有害的中間產物和最終分解產物,長期施用不影響土質,是最安全的氮肥品種之一。
二、作用與用途
碳酸氫銨可用作分析試劑。配製冷燙精和電解液的原料,生產熒光粉的輔助原料等。亦可用作食品添加劑,在食品加工中作膨鬆劑。
三、包裝與貯存
密封陰涼避光保存。
硫酸亞鐵
一、 化學式及產品介紹
化學式為FeSO4 別名:綠礬
硫酸亞鐵為藍綠色單斜結晶或顆粒,無氣味,在乾燥空氣中風化。在潮濕空氣中表面氧化成棕色的鹼式硫酸鐵。無水硫酸亞鐵是白色粉末,含結晶水的是淺綠色晶體,晶體俗稱「綠礬」,溶於水水溶液為淺綠色。
二、作用與用途
硫酸亞鐵在潮濕空氣中易吸潮,在乾燥空氣中能風化,並氧化而呈黃褐色。紅熱時分解生成三氧化二鐵並放出二氧化硫、三氧化硫。有腐蝕性,有還原作用。溶於水和甘油,幾乎不溶於乙醇。主要用途: 用作凈水劑、煤氣凈化劑、媒染劑、除草劑、並用於制墨水、顏料等。
三、包裝與貯存
儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。防止陽光直射。包裝必須密封,切勿受潮。
高錳酸鉀
一、 化學式及產品介紹
化學式為:KMnO4 別名:高錳酸鉀 灰錳氧 PP粉
高錳酸鉀是一種常見的強氧化劑,常溫下為紫黑色片狀晶體。高錳酸鉀以二氧化錳為原料製取,有廣泛的應用。
二、作用與用途
高錳酸鉀是自來水廠凈化水用的常規添加劑。在工業上用作消毒劑、漂白劑等。在實驗室,高錳酸鉀因其強氧化性和溶液顏色鮮艷而被用於物質的鑒定,酸性高錳酸鉀溶液是氧化還原滴定的重要試劑。
三、包裝與貯存
儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。包裝密封。
福爾馬林
一、 化學式及產品介紹
化學式為CH2O
福爾馬林〈formalin;福美林〉是「甲醛」的水溶液,外觀無色透明,具有腐蝕性,且因內含的甲醛揮發性很強,開瓶後一下子就會散發出強烈的刺鼻味道。
二、作用與用途
福爾馬林的使用涵蓋之層面其實相當廣泛,在濃度與劑量足夠時,對大部分微生物都具破壞能力,所以常做為一種消毒劑。而福爾馬林在工業上的使用,性質也相當多,例如運用於製作黏著劑、染劑、塗料等,所衍生出來的產品在我們的生活中其實相當容易接觸到。
三、包裝與貯存
儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。
聚合氯化鋁
一、 化學式及產品介紹
化學式為[AL2(OH)LnCL6-n]m
聚合氯化鋁是一種無機高分子混凝劑,由於氫氧根離子的架橋作用和多價陰離子的聚合作用而生產的分子量較大、電荷較高的無機高分子水處理葯劑。
二、作用與用途
因聚合氯化鋁對水中膠體物質的強烈電中和作用,和對水解產物水中懸浮物的優良架橋吸附作用,以及對溶解性物質的選擇性吸附作用。聚合氯化鋁可廣泛用於城市給排水凈化、工業給水凈化 、城市污水處理、鑄造成型 、水泥速凝等。
三、包裝與貯存
本品禁止與有毒物品混裝、運輸及儲存,產品應存放在室內乾燥、通風、陰涼處,且勿受潮。
鹼式氯化鋁
一、 化學式及產品介紹
化學式為Al2(OH)nCI6-n
鹼式氯化鋁是一種無機高分子的高價聚合電解質混凝劑,可視為介於三氯化鋁和氫氧化鋁之間的一種中間水解產物,產品為黑色。
二、作用與用途
鹼式氯化鋁能除菌、除氟、鋁、鉻、酚、除油、除濁、除重金屬鹽、除放射性污染物質,在凈化各種水具有廣泛的用途。用於生活污水,凈化工業用水,工業廢水,礦山、油田回注水,凈化造紙、冶金、洗煤、皮革及各種化工廢水處理等。
三、包裝與貯存
鹼式氯化鋁不得於其它化學葯品混存,應放在通風乾燥處,受潮後不影響使用效果。
碳酸鎳
一、 化學式及產品介紹
化學式為NiCO3
硫酸鎳的性狀為斜方淺綠色結晶,300℃以上即分解,溶於氨水及稀酸中,不溶於水。由鹼金屬碳酸鹽與硫酸鎳反應製得。
二、作用與用途
用於制鎳催化劑、釉葯及瓷器的著色劑, 鍍鎳等。
三、包裝與貯存
產品應存放在室內乾燥、通風、陰涼處儲存。
三氯化鐵
一、 化學式及產品介紹
化學式為FeCl3 別名:三氯化鐵
是黑棕色結晶,也有薄片狀,熔點282℃、沸點315℃,易溶於水並且有強烈的吸水性,能吸收空氣里的水分而潮解。FeCl3從水溶液析出時帶六個結晶水為FeCl3·6H2O,六水合三氯化鐵是橘黃色的晶體。三氯化鐵是一種很重要的鐵鹽。
二、作用與用途
主要用於污水處理、電子工業線路板及熒光數字筒生產等。建築工業用於制備混凝土,以增強混凝土的強度、抗腐蝕性和防水性,也能與二氯化鐵、氯化鈣、三氯化鋁、硫酸鋁、鹽酸等配製成泥凝土的防水劑;無機工業用作製造其他鐵鹽和墨水;染料工業用作印地科素染料染色時的氧化劑;冶金工業用作提取金、銀的氯化劑;有機工業用作催化劑、氧化劑和氯化劑;玻璃工業用作玻璃器皿熱態著色劑。
三、包裝與貯存
密封陰涼乾燥避光保存
聚丙烯醯胺
一、 化學式及產品介紹
化學式為[-CH2-CH(CONH2)]n-
聚丙烯醯胺按離子特性分可分為非離子、陰離子、陽離子和兩性型四種類型。固體聚丙烯醯胺為白色或微黃色顆粒或粉末,膠體聚丙烯醯胺為無色或微黃色透明膠體。
二、作用與用途
聚丙烯醯胺為水溶性高分子聚合物,不溶於大多數有機溶劑。具有良好的絮凝性,可以降低液體之間的磨擦阻力。廣泛應用於電鍍工業、造紙工業、石油工業。
三、包裝與貯存
本品無毒,注意防潮、防雨,避免陽光曝曬。。
還原鐵粉
一、 分子式及產品介紹
還原鐵粉為灰色或黑色粉末,又稱「雙吸劑」,能夠吸收空氣中的水分和氧氣。 還原鐵粉一般由四氧化三鐵在高熱條件下在氫氣流或一氧化碳氣流中還原生成。主要成分為結構疏鬆的單質鐵。由於還原鐵粉本身已為粉末狀,再加之其微觀結構又十分疏鬆,故其表面積極大。
二、作用與用途
還原鐵粉通俗是利用固體或氣體還原劑(焦炭、木炭、無煙煤、水煤氣、轉化天然氣、分解氨、氫等)還原鐵的氧化物(鐵精礦、軋鋼鐵鱗等)來製取海綿狀的鐵。主要用於化工催化劑、貴金屬還原、合金添加、銅置換等。切割不銹鋼鐵粉,在切割鋼製品時,向氧-乙炔焰中噴射鐵粉,可改善切割性能,擴大切割鋼種的范圍,提高可切割厚度。
三、包裝與貯存
儲存於陰涼、通風的庫房。
助濾粉
一、分子式及產品介紹
助濾粉富含許多毛細孔管,在水處理中不僅對無機重金屬雜質,更重要的是能大量吸附微生物及有機雜質,尤其對電鍍過程中產生的有機分解產物和懸浮顆粒有特效。
二、 作用與用途
助濾粉可單獨或和活性碳配合使用,廣泛用於光亮鍍鎳、光亮鍍銅、光亮鍍銀等高要求電鍍工藝,和任何高要求的水處理工作中。
三、 包裝與貯存
儲存於陰涼、通風的庫房。
❷ 激光焊接、電子束焊接、超聲波焊接與電弧焊等傳統焊接方法有何區別
網上資料,供參考。
焊接是一種連接金屬或熱塑性塑料的製造或雕塑過程。焊接過程中,工件和焊料熔化形成熔融區域(熔池),熔池冷卻凝固後便形成材料之間的連接。這一過程中,通常還需要施加壓力。普通焊接與硬釺焊(brazing)和軟釺焊(soldering)的區別在於軟釺焊通過融化熔點較低(低於工件本身的熔點)的焊料來形成連接,無需加熱熔化工件本身。
焊接的能量來源有很多種,包括氣體焰、電弧、激光、電子束、摩擦和超聲波等。除了在工廠中使用外,焊接還可以在多種環境下進行,如野外、水下和太空。無論在何處,焊接都可能給操作者帶來危險,所以在進行焊接時必須採取適當的防護措施。焊接給人體可能造成的傷害包括燒傷、觸電、視力損害、吸入有毒氣體、紫外線照射過度等。
19世紀末之前,唯一的焊接工藝是鐵匠沿用了數百年的金屬鍛焊。最早的現代焊接技術出現在19世紀末,先是弧焊和氧燃氣焊,稍後出現了電阻焊。20世紀早期,第一次世界大戰和第二次世界大戰中對軍用設備的需求量很大,與之相應的廉價可靠的金屬連接工藝受到重視,進而促進了焊接技術的發展。戰後,先後出現了幾種現代焊接技術,包括目前最流行的手工電弧焊、以及諸如熔化極氣體保護電弧焊、埋弧焊、葯芯焊絲電弧焊和電渣焊這樣的自動或半自動焊接技術。20世紀下半葉,焊接技術的發展日新月異,激光焊接和電子束焊接被開發出來。今天,焊接機器人在工業生產中得到了廣泛的應用。研究人員仍在深入研究焊接的本質,繼續開發新的焊接方法,並進一步提高焊接質量。
弧焊
弧焊(Arc welding)使用焊接電源來創造並維持電極和焊接材料之間的電弧,使焊點上的金屬融化形成熔池。它們可以使用直流電或交流電,使用消耗性或非消耗性電極。有時在熔池附近會引入某種惰性或半惰性氣體,即保護氣體,有時還會添加焊補材料。
弧焊過程要消耗大量的電能,可以通過多種焊接電源來供應能量。最常見的焊接電源包括恆流電源和恆壓電源。在弧焊過程中,所施加的電壓決定電弧的長度,所輸入的電流則決定輸出的熱量。恆流電源輸出恆定的電流和波動的電壓,多用於人工焊接,如手工電弧焊和鎢極氣體保護電弧焊。因為人工焊接要求電流保持相對穩定,而在實際操作中,電極的位置很難保證不變,弧長和電壓也會隨之發生變化。恆壓電源輸出恆定的電壓和波動的電流,因此常用於自動焊接工藝,如熔化極氣體保護電弧焊、葯芯焊絲電弧焊和埋弧焊。在這些焊接工藝中中,電弧長度保持恆定,因為焊頭和工件之間距離發生的任何波動都通過電流的變化來彌補。例如,如果焊頭和工件的間隔過近,電流將急速增大,使得焊點處發熱量驟增,焊頭部分融化直至間隔恢復到原來的程度。
所用的電的類型對焊接有很大影響。耗電量大的焊接工藝,如手工電弧焊和熔化極氣體保護電弧焊通常使用直流電,電極可接正極或負極。在焊接中,接正極的部分會有更大的熱量集中,因此,改變電極的極性將影響到焊接性能。如果是工件接正極,工件將更熱,焊接深度和焊接速度也會大大提高。反之,工件接負極的話將焊出較淺的焊縫。 耗電量較小的焊接工藝,如鎢極氣體保護電弧焊,可以通直流電(採用任意接頭方式),也可以使用交流電。然而,這些焊接工藝所採用的電極都是只產生電弧而不提供焊料的,因此在使用直流電時,接正電極的時候,焊接深度較淺,而接負電極時能產生更深的焊縫。交流電使電極的極性迅速變化,從而將生成中等穿透程度的焊縫。使用交流電的缺點之一是,每一次變化的電壓通過電壓零點後,電弧必須重新點燃,為解決這一問題,一些特殊的焊接電源產生的是方波型的交流電,而不是通常的正弦波型,使得電壓變化通過零點時的負面影響降到最小。
手工電弧焊
手工電弧焊(Shielded metal arc welding,SMAW)是最常見的焊接工藝。在焊接材料和消耗性的焊條之間,通過施加高電壓來形成電弧,焊條的芯部分通常由鋼製成,外層包覆有一層助焊劑。在焊接過程中,助焊劑燃燒產生二氧化碳,保護焊縫區免受氧化和污染。電極芯則直接充當填充材料,不需要另外添加焊料。
這種工藝的適應面很廣,所需的設備也相對便宜,非常適合現場和戶外作業。操作者只需接受少量的培訓便可熟練掌握。焊接時間較慢,因為消耗性的焊條電極必須經常更換。焊接後還需要清除助焊劑形成的焊渣。此外,這一技術通常只用於焊接黑色金屬,焊鑄鐵、鎳、鋁、銅等金屬時需要使用特殊焊條。缺乏經驗的操作者還往往難以掌握特殊位置的焊接。
熔化極氣體保護電弧焊(Gas metal arc welding,GMAW) ,又稱為金屬-惰性氣體焊或MIG焊,是一種半自動或自動的焊接工藝。它採用焊條連續送絲作為電極,並用惰性或半惰性的混合氣體保護焊點。和手工電弧焊相似,操作者稍加培訓就能熟練掌握。由於焊絲供應是連續的,熔化極氣體保護電弧焊和手工電弧焊相比能獲得更高的焊接速度。此外,因其電弧相對手工電弧焊較小,熔化極氣體保護電弧焊更適合進行特殊位置焊接(如仰焊)。
和手工電弧焊相比,熔化極氣體保護電弧焊所需的設備要復雜和昂貴得多,安裝過程也比較繁瑣。因此,熔化極氣體保護電弧焊的便攜性和通用性並不好,而且由於必須使用保護氣體,並不是特別適合於戶外作業。但是,熔化極氣體保護電弧焊的焊接速度較快,非常適合工廠化大規模焊接。這一工藝適用於多種金屬,包括黑色和有色金屬。
另一種相似的技術是葯芯焊絲電弧焊(Flux-cored arc welding,FCAW),它使用和熔化極氣體保護電弧焊相似的設備,但採用敷蓋粉末材料的鋼質電極芯的焊條。和標準的實心焊條相比,這種焊絲更加昂貴,在焊接中會產生煙和焊渣,但使用它可以獲得更高的焊接速度和更大的焊深。
鎢極氣體保護電弧焊(Gas tungsten arc welding,GTAW),或稱鎢-惰性氣體(TIG焊)焊接(有時誤稱為氦弧焊),是一種手工焊接工藝。它採用非消耗性的鎢電極,惰性或半惰性的保護氣體,以及額外的焊料。這種工藝擁有穩定的電弧和較高的焊接質量,特別適用於焊接板料,但這一工藝對操作者的要求較高,焊接速度相對較低。
鎢極氣體保護電弧焊幾乎適用於所有的可焊金屬,最常用於焊接不銹鋼和輕金屬。它往往用於焊接那些對焊接質量要求較高的產品,如自行車、飛機和海上作業工具。與之類似的是等離子弧焊(Plasma arc welding,PAW),它採用鎢電極和等離子氣體來生成電弧。等離子弧焊的電弧相對於鎢極氣體保護電弧焊更集中,使對等離子弧焊的橫向控制顯得尤為重要,因此這一技術對機械繫統的要求較高。由於其電流較穩定,該方法與鎢極氣體保護電弧焊相比,焊深更大,焊接速度更快。它能夠焊接鎢極氣體保護電弧焊所能焊接的幾乎所有金屬,唯一不能焊接的是鎂。不銹鋼自動焊接是等離子弧焊的重要應用。該工藝的一種變種是等離子切割,適用於鋼的切割。
埋弧焊(Submerged arc welding,SAW),是一種高效率的焊接工藝。埋弧焊的電弧是在助焊劑內部生成的,由於助焊劑阻隔了大氣的影響,焊接質量因此得以大大提升。埋弧焊的焊渣往往能夠自行脫落,無需清理焊渣。埋弧焊可以通過採用自動送絲裝置來實現自動焊接,這樣可以獲得極高的焊接速度。由於電弧隱藏在助焊劑之下,幾乎不產生煙霧,埋弧焊的工作環境大大好於其他弧焊工藝。這一工藝常用於工業生產,尤其是在製造大型產品和壓力容器時。其他的弧焊工藝包括原子氫焊(Atomic hydrogen welding,AHW)、碳弧焊(Carbon arc welding,CAW)、電渣焊(Electroslag welding,ESW)、氣電焊(Electrogas welding,EGW)、螺柱焊接(Stud welding)等。
使用可燃氣焊接金屬部件
最常見的氣焊工藝是可燃氣焊接(Oxy-fuel welding),也稱為氧乙炔焰焊接。它是最古老,最通用的焊接工藝之一,但近年來在工業生產中已經不多見。它仍廣泛用於製造和維修管道,也適用於製造某些類型的金屬藝術品。可燃氣焊接不僅可以用於焊接鐵或鋼,還可用於銅焊、釺焊、加熱金屬(以便彎曲成型)、氣焰切割等。
可燃氣焊接所需的設備較簡單,也相對便宜,一般通過氧氣和乙炔混合燃燒來產生溫度約為3100攝氏度的火焰。因為火焰相對電弧更分散,可燃氣焊接的焊縫冷卻速度較慢,可能會導致更大的應力殘留和焊接變形,但這一特性簡化了高合金鋼的焊接。一種衍生的應用被稱為氣焰切割,即用氣體火焰來切割金屬[5] 。其他的氣焊工藝有空氣乙炔焊、氧氫焊、氣壓焊,它們的區別主要在於使用不同的燃料氣體。氫氧焊有時用於小物品的精密焊接,如珠寶首飾。氣焊也可用於焊接塑料,一般採用加熱空氣來焊接塑料,其工作溫度比焊接金屬要低得多。
電阻焊
電阻焊(Resistance welding)的原理是:兩個或多個金屬表面接觸時,接觸面上會產生接觸電阻。如果在這些金屬中通過較大的電流(1,000—100,000安培),根據焦耳定律,接觸電阻大的部分會發熱,將接觸點附近的金屬熔化形成熔池。一般來說,電阻焊是一種高效、無污染的焊接工藝,但其應用因為設備成本的問題受到限制。
點焊機
點焊(Spot welding),或稱電阻點焊,是一種流行的電阻焊工藝,用於連接疊壓在一起的金屬板,金屬板的厚度可達3毫米。兩個電極在固定金屬板的同時,還向金屬板輸送強電流。該方法的優點包括:能源利用效率較高,工件變形小,焊接速度快,易於實現自動化焊接,而且無需焊料。由於電阻點焊的焊縫強度明顯較低,這一工藝只適合於製造某些產品。它廣泛應用於汽車製造業,一輛普通汽車上由工業機器人進行的焊接點多達幾千處。一種特殊的點焊工藝(Shot welding),可用於不銹鋼點焊。
與點焊類似的一種焊接工藝稱為縫焊(Seam welding),它通過電極施加壓力和電流來拼接金屬板。縫焊所採用的電極是軋輥形而非點形,電極可以滾動來輸送金屬板,這使得縫焊能夠製造較長的焊縫。在過去,這種工藝被用於製造易拉罐,但現在已經很少使用。其他的電阻焊工藝包括閃光焊(Flash welding)、凸焊(projection welding)、對焊(Upset welding)等。
能量束焊接
能源束焊接工藝包括激光焊接(Laser beam welding,LBW)和電子束焊接(Electron beam welding,EBW)。它們都是相對較新的工藝,在高科技製造業中很受歡迎。這兩種工藝的原理相近,最顯著的區別在於它們的能量來源。激光焊接法採用的是高度集中的激光束,而電子束焊接法則使用在真空室中發射的電子束。由於兩種能量束都具有很高的能量密度,能量束焊接的熔深很大,而焊點很小。這兩種焊接工藝的工作速度都很快,很容易實現自動化,生產效率極高。主要缺點是設備成本極其昂貴(雖然價格一直在下降),焊縫容易發生熱裂。在這個領域的新發展是激光復合焊(Laser-hybrid welding),它結合了激光焊接和電弧焊的優點,因此能夠獲得質量更高的焊縫。
固態焊接
和最早的焊接工藝鍛焊類似的是,一些現代焊接工藝也無需將材料熔化來形成連接。其中最流行的是超聲波焊接(Ultrasonic welding),它通過施加高頻聲波和壓力來連接金屬和熱塑塑料製成的板料和線。超聲波焊接的設備和原理都和電阻焊類似,只是輸入的不是電流而是高頻振動。這一焊接工藝焊接金屬時不會將金屬加熱到熔化,焊縫的形成依賴的是水平振動和壓力。焊接塑料的時候,則應該在熔融溫度下施加垂直方向的振動。超聲波焊接常用於製造銅或鋁質地的電氣介面,也多見於焊接復合材料。
另一種較常見固態焊接工藝是爆炸焊(Explosion welding),它的原理是使材料在爆炸產生的高溫高壓作用下形成連接。爆炸產生的沖擊使得材料短時間內表現出可塑性,從而形成焊點,這一過程中只產生很少量的熱量。這一工藝通常用於連接不同材料的焊接,如在船體或復合板上連接鋁制部件。其他固態焊接工藝包括擠壓焊(Co-extrusion welding)、冷焊(Cold welding)、擴散焊(Diffusion welding)、摩擦焊(Friction welding)(包括攪拌摩擦焊(Friction stir welding))、高頻焊( High frequency welding)、熱壓焊(Hot pressure welding)、感應焊(Inction welding)、熱軋焊 (Roll welding)。
接頭型式
常見的焊接接頭類型:(1)I形對接接頭;(2)V形對接接頭;(3)搭接接頭;(4)T形接頭。
工件之間的焊接連接可以有多種接頭形式。五種基本接頭類型分別是:對接接頭、搭接接頭、角接接頭、端接接頭、T形接頭。還有一些由此衍生的接頭形式存在,例如雙V形對接制備接頭,它的特點是把兩個待連接的材料都切屑成V型尖角形狀。單U型和雙U型對接制備接頭也很常見,它們的接頭被加工成曲線狀的U形,和V形接頭的直線型不同,搭接接頭可以用來連接兩件以上的材料,這取決於焊接工藝和材料的厚度,一個搭接接頭可以焊接多個工件。
通常情況下,某些焊接工藝不能或幾乎完全不能加工某些類型的接頭。例如,電阻點焊、激光焊和電子束焊時常常採用搭接接頭。然而,一些焊接工藝,如手工電弧焊,幾乎可以採用任何接頭類型。值得一提的是,有些焊接工藝允許進行多次焊接:在一次焊接的焊縫冷卻之後,在其基礎上再焊一次。這樣就能夠以V形對接接頭來焊接較厚的工件。
一個焊接接頭的橫截面,顏色最深的部分是焊接區或稱熔化區,較淺的部分是熱影響區,顏色最淺的部分是母材
焊接結束之後,焊縫附近的材料顯示出幾個區別明顯的區域。焊縫被稱為熔化區,更具體地說就是助焊劑融化後填充的區域,熔化區的材料特性主要取決於所使用的助焊劑,以及助焊劑和母材的兼容性。熔化區周圍的是熱影響區(HAZ),該區域的材料在焊接過程中產生了微觀結構和特性上的變化,這些變化取決於母材在受熱狀態下的特性。熱影響區的金屬性能往往不如母材和熔化區,殘余應力就分布在這一區域[28]。
[編輯] 焊接質量
衡量焊接質量的主要指標是焊點及其周邊材料的強度。影響強度的因素很多,包括焊接工藝、能量的注入形式、母材、填充材料、助焊劑、接頭設計形式,以及上述因素間的相互作用。通常採用有損或無損檢測來檢查焊接質量,檢測的主要對象是焊點的缺陷、殘余應力和變形的程度、熱影響區的性質。焊接檢測有一整套規范和標准,來指導操作者採用適當的焊接工藝並判斷焊接質量。
[編輯] 熱影響區
圖中藍色部分顯示了在600°C左右的焊接過程中造成的金屬氧化。通過顏色來判斷焊接時的溫度是很准確的,但是顏色區域不代表熱影響區的大小。真正的熱影響區實際上是焊縫周圍很窄小的區域。
焊接工藝對焊縫附近的金屬特性的影響是可以標定的,不同焊接材料和焊接工藝會形成大小不一、特性各異的熱影響區。母材的熱擴散系數對熱影響區的性質有很大的影響:較大的熱擴散系數使得材料能以較快速度冷卻,形成相對較小的熱影響區。與之相反的是,如果材料的熱擴散系數較小,散熱困難,熱影響區相對就較大。焊接工藝的熱能輸入量對熱影響區也有顯著的影響,如氧乙炔焊接中,由於熱量不是集中輸入的,會形成較大的熱影響區。而諸如激光焊接這樣的工藝,能夠把有限的熱量集中輸出,所造成的熱影響區較小。弧焊所造成的熱影響區則位於兩種極端情況之間,操作者水平往往決定了弧焊熱影響區的大小[29][30]。
計算弧焊的熱輸入量,可以採用以下的公式:
Q = \left(\frac{V \times I \times 60}{S \times 1000} \right) \times \mathit{Efficiency}
式中Q為熱輸入量(kJ/mm),V為電壓(V),I為電流(A),S為焊接速度(mm/min)。Efficiency(效率)的取值取決於所採用的焊接工藝:手工電弧焊為0.75,氣體金屬電弧焊和埋弧焊為0.9,鎢極氣體保護電弧焊為0.8[31]。
[編輯] 扭曲和斷裂
由於焊接時金屬被加熱到熔化溫度,它們在冷卻時會產生收縮。收縮會產生殘余應力,並造成縱向和圓周方向的扭曲。扭曲可能導致產品形狀的失控。為了消除扭曲,有時焊接時會引入一定的偏移量,以抵消冷卻造成的扭曲[32]。限制扭曲的其他方法包括將工件夾緊,但是這樣可能導致熱影響區殘余應力的增大。殘余應力會降低母材的機械性能,形成災難性的冷裂紋。第二次世界大戰期間建造的多艘自由輪就出現過這種問題[33][34]。冷裂紋僅見於鋼材料,它與鋼冷卻時形成馬氏體有關,斷裂多發生在母材的熱影響區。為了減少扭曲和殘余應力,應該控制焊接的熱輸入量,單個材料上的焊接應該一次完工,而不是分多次進行。
其他類型的裂紋,如熱裂紋和硬化裂紋,在所有金屬的焊接熔化區都可能出現。為了減少裂紋的出現,金屬焊接時不應施加外力約束,並採用適當的助焊劑[35]。
[編輯] 可焊性
焊接的質量還取決於所採用的母材和填充材料。並非所有的金屬都能焊接,不同的母材需要搭配特定的助焊劑。
[編輯] 鋼鐵
不同鋼鐵材料的可焊性與其本身的硬化特性成反比,硬化特性指的是鋼鐵焊接後冷卻期間產生馬氏體的能力。鋼鐵的硬化特性取決於它的化學成分,如果一塊鋼材料含有較高比例的碳和其他合金元素,它的硬化特性指標就較高,因此可焊性相對較低。要比較不同合金鋼的可焊性,可以採用以一種名為當量碳含量的方法,它可以反映出不同合金鋼相對於普通碳鋼的可焊性。例如,鉻和釩對可焊性的影響要比銅和鎳高,而以上合金元素的影響因子比碳都要小。合金鋼的當量碳含量越高,其可焊性就越低。如果為了取得較高的可焊性而採用普通碳鋼和低合金鋼的話,產品的強度就相對較低——可焊性和產品強度之間存在著微妙的權衡關系。1970年代開發出的高強度低合金鋼則克服了強度和可焊性之間的矛盾,這些合金鋼在擁有高強度的同時也有很好的可焊性,使得它們成為焊接應用的理想材料[36]。
由於不銹鋼含有較高比例的鉻,所以對它的可焊性的分析不同於其他鋼材。不銹鋼中的奧氏體具有較好的可焊性,但是奧氏體因其較高的熱膨脹系數而對扭曲十分敏感。一些奧氏體不銹鋼合金容易斷裂,因此降低了它們的抗腐蝕性能。如果在焊接中不注意控制鐵素體的生成,就可能導致熱斷裂。為了解決這個問題,可以採用一隻額外的電極頭,用來沉積一種含有少量鐵素體的焊縫金屬。鐵素體不銹鋼和馬氏體不銹鋼的可焊性也不好,在焊接中必須要預熱,並用特殊焊接電極來焊接[37]。
[編輯] 鋁
鋁合金的可焊性隨著其所含合金元素的不同變化很大。鋁合金對熱斷裂的敏感度很高,因此在焊接時通常採用高焊接速度、低熱輸入的方法。預熱可以降低焊接區域的溫度梯度,從而減少熱斷裂。但是預熱也會降低母材的機械性能,並且不能在母材固定時施加。採用適當的接頭形式、兼容性更好的填充合金都能減少熱斷裂的出現。鋁合金在焊接之前應清理表面,除去氧化物、油污和鬆散的雜質。表面清理是非常重要的,因為鋁合金焊接時,過多的氫會造成泡沫化,過多的氧會形成浮渣[38]。
[編輯] 極端環境下的焊接
水下焊接
除了在工廠和修理店這樣的可控制環境下工作外,一些焊接工藝還可以在多種環境下進行,如戶外、水下、真空(如太空)。在戶外作業,如建築建設和修理工作中,常採用手工電弧焊。需要保護氣體的焊接工藝通常不能在戶外進行,因為空氣的無序流動會導致焊接失敗。手工電弧焊還可用於水下焊接,如焊接船體、水下管道、海上作業平台等。水下焊接較常用的工藝還有葯芯焊絲電弧焊等。在太空中進行焊接也是可行的:1969年,蘇聯宇航員第一次在真空環境下試驗了手工電弧焊、等離子弧焊和電子束焊接。在那以後的幾十年中,太空焊接技術得到了很大的發展。今天,研究者們仍在嘗試將不同的焊接技術轉移到真空中進行,如激光焊接、電阻焊和摩擦焊等。這些焊接技術在國際空間站的建設中起了很大的作用,透過真空焊接技術,在地面搭建好的空間站子模塊得以在太空中組裝成型[39]。
[編輯] 保護措施
焊工穿著防護頭盔、手套和防護服進行弧焊操作
在缺乏保護的情況下進行焊接作業是十分危險而且有害健康的。通過採用新技術和合適的保護措施,焊接時發生事故和死亡的危險可以大大降低。常用的焊接技術往往採用開放式電弧或火焰,很容易造成燒傷。焊工通過加穿個人防護設備,如橡膠手套、長袖防護夾克等來避免人體暴露在高溫和火焰下。除此之外,焊接區域的強烈光照會造成電光性眼炎之類的疾病,因為焊接時產生的大量紫外線會刺激並破壞角膜和視網膜。在進行弧焊時,必須佩帶保護眼睛的護目鏡或防護頭盔。近年來開發的新型防護頭盔,可以隨著入射紫外線的強度改變護目鏡片的透光度。為了保護焊工之外接近焊接現場的人,焊接工作現場往往用半透明的保護幕圍起來。這些保護幕通常是聚氯乙烯製成的塑料幕布,能夠保護附近的無關人員免受電弧產生的高強度紫外線的照射,但是保護幕不能完全代替護目鏡和頭盔[40]。
焊工還會受到危險氣體和飛濺材料的威脅。諸如葯芯焊絲電弧焊和手工電弧焊這樣的焊接工藝會產生含有多種氧化物的煙霧,可能會造成金屬煙熱之類的職業病。焊接煙霧中的小顆粒也會影響工人的健康,顆粒的尺寸越小,危害越大。另外,很多的焊接工藝會產生有害氣體和煙氣,常見的如二氧化碳、臭氧和重金屬氧化物。這些氣體對沒有經驗和有效通風措施的操作人員危害很大。值得注意的還有,很多焊接工藝所採用的保護氣體和原材料是易燃易爆的,需要採用適當的防護措施,如控制空氣中氧氣的含量、將易燃易爆材料分開堆放等[41]。焊接排煙設備常用來抽散有害氣體,並通過高效率有隔板空氣過濾器來過濾。
[編輯] 經濟性和發展趨勢
焊接的經濟成本是其工業應用的重要影響因素。影響焊接成本的因素很多,如設備、人力、原材料和能量成本等。焊接設備的成本對不同工藝來說變化很大,手工電弧焊和可燃氣焊接相對成本低廉,激光焊接和電子束焊接則成本較高。由於某些焊接工藝的成本高昂,一般只用於製造重要的部件。自動焊接設備和焊接機器人的設備成本也很高,因此它們的使用也受到相應的限制。人力成本取決於焊接的速度、每小時工資和總工作時間(包括焊接和後續處理)。原材料成本包括購置母材、焊縫填充材料、保護氣體的費用。能量成本則取決於電弧工作時間和焊接的能量需求。
對於手工焊接來說,人力成本往往占總成本的很大一部分。因此,手工焊接成本的降低往往著眼於減少焊接操作的時間,有效的方法包括提高焊接速度、優化焊接參數等。焊接之後的除渣也是一件費時費力的工作。因此,減少焊渣能夠提高安全性、環保性,並降低成本,提高焊接質量[42]。機械化和自動化作業也能有效地降低人力成本,但另一方面增加了設備成本,還需要額外的設備安裝和調試時間。當產品有特殊需求時,原材料成本往往隨之水漲船高。而能量成本通常是不重要的,因為它一般只佔總成本的幾個百分點[43]。
近年來為了減少高端產品中焊接的人力成本,工業生產中的電阻點焊和弧焊大量採用自動焊接設備(尤其是汽車工業)。焊接機器人能夠有效地完成焊接,尤其是點焊。隨著技術的進步,焊接機器人也開始用於弧焊。焊接技術的前沿發展領域包括:異型材料之間的焊接(如鐵和鋁部件的焊接連接)、新型焊接工藝,如攪拌摩擦焊(friction stir welding)、磁力脈沖焊(magnetic pulse welding)、導熱縫焊(conctive heat seam welding)和激光復合焊(laser-hybrid welding)等。其他研究則集中於擴展現有焊接工藝的應用范圍,如將激光焊接應用於航空和汽車工業。研究者們還希望進一步提高焊接質量,尤其是控制焊縫的微觀結構和殘余應力,以減少焊縫的變形斷裂