氦气、氧气、氮气和氢气各有哪些特性

    答：(1)氦气也是一种无色、无味的惰性气体，与氩气一样也不和气体元素组成化合物，不溶于金属，也是一种单原子气体，沸点为- 269℃。

    与氩气相比，氦气的优点是热导率大，在相同焊接电流和弧长下，氦弧的电弧电压较高，电弧温度高，发热量大且集中。因此，母材输入热量大，焊接速度快，且可获得熔深较大的窄焊道，热影响区也明显减小。其缺点是电离电位比氩气高，焊接时，引弧较困难，电弧稳定性不如氩弧。

    此外，氦气的原子质量小，密度小，要有效的保护焊接区，其输入气体流量比氩气大1~2倍，而且氦气的价格昂贵，所以一般只在某些特殊要求的场合下应用，如焊接厚板、高热导率或高熔点的金属、热敏感材料和高速自动焊等。

   (2)氧在常温常压下是一种无色无味气体，在0℃和1atm下氧气的密度为1.43kg/m³，密度比空气大。氧的液化温度为-182.96℃，液态氧呈浅蓝色。氧气本身不能燃烧，但它是一种化学性质极为活泼的助燃气体。氧气是气焊和切割中不可缺少的助燃气体。氧气的纯度对气焊、切割的效率和质量有很大影响，用于气焊和切割的氧气纯度越高越好，尤其是切割时，为实现切块下缘无粘渣，氧气的纯度至少在99.6%以上。气保护焊中氧气有时作为附加气体，其主要作用是增加保护气的氧化性，细化晶粒，改变熔滴过渡形态，克服电弧阴极斑点漂移，增加母材输入热量，提高焊接速度等。

    焊接用氧气多采用瓶装氧气，氧气钢瓶规定漆成天蓝色，上写黑色“氧气”两字。

   (3)氮在空气中的体积分数约占78%，沸点-196℃，电离势较低。氮气分解时吸收热量较大。氮的化学性质不活泼，焊接时溶入液态金属对焊缝有害。氮弧焊时，可作保护气体，可焊铜及不锈钢。氮气导热及携热性较好，也常用于等离子切割中，可作工作气体及外层保护气体。炉内钎焊铜及其合金时也可作保护气体。

   (4)氢气是无色、无味的可燃性气体。氢的相对原子质量最小、可溶于水、导电性能好，分解时吸收大量的分解热。它在常温下不活泼，但高温时十分活泼，为金属氧化物的还原剂。焊接时可大量溶入液态金属，冷却时析出，易形成气孔。

    氢气常被用于等离子弧的切割和焊接。氢原子焊、炉内钎焊时，可作为还原性保护气体。熔化极气体保护焊时，在Ar中加入适量的H2，可提高电弧热功率，增加熔深，提高焊接速度。