アーク溶接
これらの物質の影響を炭素の影響に換算したものを炭素当量と言う。
アークの陰極側から電子が飛び出すのは、溶けた溶接母材表面のスラグと呼ばれる酸化物層に浮かぶ陰極点と呼ばれる部分からである。鉄はアルミやチタンと異なり表面を酸化膜が覆うことはほとんど無いため、アークの電流を安定的に流すためにはチタン酸化物のルチール(TiO2)を含むフラックスを使用する。 アルミ、シリコン、マンガンなどの酸化物より、チタンの酸化物は電気を良く通す良導体であるためである。溶接ワイヤにもチタンが加えられる。 鋼鉄の溶接時のシールドガスに炭酸ガスを用いたり、アルゴンガスに少量の酸素を加えるのは、酸化物の形成を促進させるためである。 また、溶接ワイヤ表面にチタン酸化物を塗布することで「溶滴」を小さくしている。溶融酸化物が溶滴の表面を薄く覆うことで表面張力が下がり、溶接ワイヤから小さな粒の状態で溶接母材表面へ飛んでゆくためである。自動車鋼板などでの薄板の溶接ではチタン酸化物を塗布せず、大きな溶滴によってワイヤと母材を直接接触させ短絡させることでアークが薄い鋼板を突き抜けないようにしている。
チタン酸化物(ルチール)が溶接部位に溶け込むが、このチタン鋼部分の結晶構造はチタン酸化物が核となって生じる結晶粒が数μm以下で微細となり、その靭性も良好となる。溶接部位に含まれる酸化物は鋼鉄母材の10倍程度となるが、強度等ではむしろ優れたものとなる。
アーク溶接は強烈な紫外線を発生する。その強さは、アークから50cm離れた皮膚に数秒間アーク光を曝しただけで炎症を起こすほどであり、日光の比ではない。長時間アーク光に曝した場合、火傷、水ぶくれ、シミなどの症状が発生する。何度も至近距離で強烈なアーク光に皮膚を曝すと最悪皮膚癌に至る場合もある。通常、溶接の光では日焼けと同じような炎症を起こし皮が剥けるものの、小麦色の肌にはならない(しかしシミはできる)。裸眼でアーク光を見た場合、電光性眼炎(電眼炎)という目の炎症を起こす。何度も電光性眼炎になると視力の低下や最悪の場合失明に至る。この他、アーク溶接によって発生する紫外線は波長が短く、空気中に含まれる酸素分子をオゾンに変化させる。オゾンは酸化力が強く、生体にも打撃を与える。
また金属ヒュームという酸化鉄からなる煙を発生し、大量に吸った場合、金属ヒューム熱やじん肺などの深刻な病気の原因となる。ヒュームには一酸化炭素やオゾンも混ざっており、換気には十分注意しなければならない。
令和3年度(2021年4月1日施行)より、溶接ヒュームが特定化学物質(第2類物質)に指定された。溶接ヒューム中に含まれるマンガンが神経障害等の深刻な健康障害を引き起こす恐れがあることが明らかとなったため、労働安全衛生法、特定化学物質障害予防規則の改正が行われた。業として作業を行う場合には、作業者近辺での空気中マンガン濃度の測定が義務付けられており、マンガンおよびその化合物として 0.05mg/m^3の抑制濃度が規定されている。抑制濃度を満足できない場合には、局所換気装置・全体換気装置を付ける等の対策を行い、基準値以下の濃度とする必要がある。これまで以上に、溶接ヒュームの対策については注意が必要である。
アークエアガウジングとは、完全溶込溶接を行う場合、片面からの溶接後、反対側より先の溶着金属の初層を、アーク熱で溶かしエアーで吹き飛ばす処理などを表す。