原子水素溶接（AHW）は、水素の遮蔽雰囲気内で2つの金属タングステン電極間のアークを使用するアーク溶接プロセスです。このプロセスは、原子水素の研究中にアーヴィング・ラングミュアによって発明されました。電気アークは水素分子を効率的に分解し、その後、膨大な熱を放出して再結合し、3400〜4000度の温度に達します。アークがなければ、酸水素トーチは2800度にしか達しません。[1]これは、4987度のジシアノアセチレン、4525度のシアンに次いで3番目に熱い炎です。アセチレントーチは3300度にしか達しません。この装置は、解剖学的水素トーチ、新生水素トーチ、またはラングミュアトーチと呼ばれることがあります。このプロセスは、アーク原子溶接としても知られていました。
このトーチによって生成される熱は、最も耐火性の高い金属であるタングステン (3422 度) を溶接するのに十分なものです。水素の存在はシールド ガスとしても機能し、多くの金属の特性に重大な損傷を与える可能性のある炭素、窒素、酸素による酸化や汚染を防ぎます。この目的のためにフラックスを使用する必要はありません。
アークは、溶接されるワークピースや部品とは独立して維持されます。水素ガスは通常二原子 (H2) ですが、アークの近くの温度が 600 度 (1100 度 F) を超えると、水素は原子形態に分解され、同時にアークから大量の熱を吸収します。水素が比較的冷たい表面 (つまり、溶接ゾーン) に当たると、二原子形態に再結合し、その結合の形成に関連するエネルギーを放出します。AHW のエネルギーは、アーク ストリームとワークピース表面の間の距離を変更することで簡単に変更できます。このプロセスは、主に安価な不活性ガスが利用できることから、ガス金属アーク溶接に置き換えられつつあります。
原子水素溶接では、フィラー金属が使用される場合と使用されない場合があります。このプロセスでは、アークは溶接される作業物または部品から完全に独立して維持されます。作業物は、アークの一部が作業物と接触する範囲でのみ電気回路の一部となり、その時点で作業物と各電極の間に電圧が発生します。
