熔敷金属中扩散氢测定方法以及原理,有一部分是因为氢扩散聚集到晶格缺陷以及显微下出现裂纹和非金属夹杂物边缘的空隙中,结合为氢分子,因为半径在逐渐增大,不能自由扩散,故称之为残余氢。
一般说来扩散氢约占总含氢量的80%~90%。因此,它对焊缝性能的影响比残余氢大。扩散氢对焊缝的危害较大,不仅使得接头的塑性严重下降,形成氢气孔,而且也是焊缝和焊接热影响区产生冷裂纹的主要因素。因此测定焊缝中扩散氢含量具有重要的意义。
由于测定方法及其比较焊接接头的熔敷金属中扩散氢含量是判断焊接和焊条的重要依据,因而测定熔敷金属中扩散氢的含量是重要的。
熔敷金属中扩散氢含量的测定方法及原理主要通过热导法用于焊条电弧焊埋弧焊实心焊丝气体保护电弧焊及药芯焊丝电弧焊等方法焊接而成的马氏体、贝氏体和铁素体焊缝中扩散氢含量的测定。
将焊接材料用电弧焊方法在试样上熔敷一条线状焊缝经过处理后在给定的温度和时间条件下收集扩散氢通过热导法测定收集的氢含量。结果换算成每百克熔敷金属标准状(0℃101.325kPa)下的扩散氢体积单位为ml/100g。热导法使用热导检测器,分为载热提取法和集氢法通常采用气相色谱技术,适用于A型B型和C型试块。其中载气执提取法是将试样加热到较高温度 持续进行收集和分析快速测定扩散氢;集氢法是将试样加热到中等温度 收集扩散氢结束后再进行分析。
熔敷金属中扩散氢含量是指焊后立即按标准方法检测并换算为标准状态下的氢含量。熔敷金属扩散氢含量是判断焊接质量和焊条质量的重要依据之一[1-4]。为了使测氢准确和便于比较试验结果,从20世纪初开始,产生了许多测定熔敷金属中扩散氢的方法。目前,最为广泛的扩散氢测定的方法有4种,即甘油法,水银法、气相色谱法和载气热提取法。
扩散氢检测方法
甘油法
甘油法是以甘油为介质,用气体排液法把扩散氢收集到-个密闭的集气管内进行测量。甘油法主要的优点是,具有低的蒸汽压力,化学稳定性好,对人体无害,并且价格便宜。但是甘油因其粘度大,使氢气泡往往附着在试样以及测量管壁上或浮在甘油中而不能浮升到集气管顶部,而且甘油能溶解部分氢,故甘油法测量准确性差,因而不适用测量低氢和超低氢焊接材料的扩散氢含量。
水银法
水银法是国际标准化组织规定的标准扩散氢测定方法。水银法与甘油法相似,是以水银作为介质收集扩散氢。水银法测氢的主要优点是水银不吸收氢,测试精度非常高(可达mL) , 它是一-种基准方法,可用于校验其它测氢方法的可靠性。但水银对人体有害,而且会对环境造成污染,加之水银的价格比较贵,限制了它的实际应用范围。
气相色谱法
气相色谱法测定扩散氢,正被日渐推广。气相色谱的原理就是利用氢敏色谱元件转为电信号并用数字显示[5]。该方法既克服了水银法的毒害和污染问题,又解决了甘油法测氢精度低的缺点,数据处理自动化,快速、灵活、精度高,测定范围宽,而且可排除由于各种原因混入的空气的干扰,测定结果精确可靠。在高氢测定范围和超低氢测定范围都具有良好的精度和准确度。但气相色谱法也存在一些缺点 ,如仪器价格高,操作复杂等。
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