焊接金属时普遍使用氮气作为保护气，这背后确实蕴含着不少科学原理和实际考量。氮气（N₂）在空气中含量最高，约占78%，且化学性质非常稳定，通常情况下不易与其他物质发生化学反应。在焊接过程中，高温会使金属表面容易与空气中的氧气、氮气等发生氧化或氮化反应，这些反应会严重影响焊接质量，导致焊缝产生气孔、裂纹、夹杂等缺陷，降低接头的强度和耐腐蚀性。
选择氮气作为保护气，主要是利用了其良好的稳定性。它可以有效隔绝空气中的氧气和水分，防止它们侵入熔融的金属和热影响区，从而保护焊缝免受氧化和氮化。此外，氮气成本相对较低，易于获取和储存，使用方便，这也是其被广泛应用的重要原因。当然，对于一些特殊材料或对焊接质量要求极高的场合，也可能选用氩气、氦气等更惰性的气体，或者采用混合气体保护，但这并不改变氮气在许多焊接应用中的基础性和重要性。因此，氮气之所以成为焊接中的常用保护气，是其物理化学性质、成本效益以及使用便捷性等多方面因素综合作用的结果。