焊條擴(kuò)散氫檢測(cè)

測(cè)定焊縫金屬中擴(kuò)散氫含量的方法有液體置換法（包括水銀法、甘油法、乙醇法）、排液法、色譜法、真空法、硅油置換法等多種。

氫在焊縫金屬中存在形式及危害

在金屬焊縫中，氫大部分是以H,H+或H-形式存在的，他們與焊縫金屬形成間隙固溶體。由于氫半徑小，一部分氫在焊縫金屬的晶格中自由擴(kuò)散，而成為擴(kuò)散氫。剩余部分?jǐn)U散聚集到晶格缺陷、顯微裂紋和非金屬夾雜物邊緣的空隙中，結(jié)合為分子，而不能自由擴(kuò)散，稱(chēng)之為殘余氫。

氫對(duì)結(jié)構(gòu)鋼的主要危害由兩個(gè)方面：

I暫態(tài)性危害，這類(lèi)現(xiàn)象在經(jīng)過(guò)時(shí)效處理或熱處理之后，可以消失。如氫脆，氫白點(diǎn)。

氫脆現(xiàn)象與低溫脆性相比有以下明顯特征：

⑴氫脆只出現(xiàn)在較窄的溫度范圍內(nèi)（低合金高強(qiáng)鋼約為-60～60℃），高于或低于這個(gè)溫度范圍都將恢復(fù)塑性。

⑵在一定載荷下，破壞過(guò)程與應(yīng)變速率具有延遲特征，延遲的時(shí)長(zhǎng)又與載荷大小有關(guān)。

⑶氫脆現(xiàn)象與氫在金屬中固溶的程度及是否形成氫化物等無(wú)關(guān)。

⑷低于100K（-173℃）時(shí)塑性反而開(kāi)始恢復(fù)，并不再有氫脆出現(xiàn)。

II性危害，這類(lèi)現(xiàn)象一旦產(chǎn)生，則是不能消除的，且危害性是相當(dāng)嚴(yán)重的，如氣孔和冷裂紋。

2、 氫的產(chǎn)生及來(lái)源

由于焊接方法不同，導(dǎo)致氫向金屬中溶解的途徑也不相同。對(duì)于手弧焊，氫主要以?xún)蓚€(gè)途徑進(jìn)入焊縫金屬中。

⑴氫通過(guò)氣相與液相金屬的界面以原子或質(zhì)子的形式被吸附后溶入金屬中。

⑵氫是通過(guò)熔渣層以擴(kuò)散形式溶入金屬中。

焊接時(shí)，氫主要來(lái)源于焊接材料中的水分，含氫物質(zhì)，電弧周?chē)諝庵械乃魵夂湍覆钠驴诒砻嫔系蔫F銹油污等雜質(zhì)。

3、焊接接頭氫的瞬間分布于擴(kuò)散

?焊縫金屬中的氫含量，因擴(kuò)散的緣故是隨時(shí)間變化的，在接頭不同部位，因存在不同塑性變形量，而有不同的位錯(cuò)密度，這樣將捕捉到不同量的氫。研究表明，在焊根及焊趾等有缺口效應(yīng)部位往往存在氫的聚集，將直接影響冷裂紋的產(chǎn)生。同時(shí)還表明，氫的聚集開(kāi)始于焊后約60秒（室溫下板厚20mm）約冷至100～150℃，在焊后1～2小時(shí)達(dá)到Zui大值之后逐漸耗散。

?氫在不同的金屬中具有不同的擴(kuò)散性能，這可用一個(gè)擴(kuò)散系數(shù)d表示，且d是一個(gè)隨溫度變化的量。在78～200℃溫度范圍內(nèi)，氫在鋼中的擴(kuò)散系數(shù)d與溫度具有如下關(guān)系：

?對(duì)于同一種金屬的不同組織結(jié)構(gòu)而言，氫也具有不同的擴(kuò)散性能，下表所列為鋼的不同組織中氫的擴(kuò)散性能。

(4)、擴(kuò)散氫的測(cè)量

目前，擴(kuò)散氫的測(cè)定方法有三種，即甘油法，水銀法和氣相色普法。目前，我國(guó)將甘油法和氣相色普法等同起來(lái)使用。三種測(cè)試方法各有優(yōu)劣。本實(shí)驗(yàn)是針對(duì)甘油法進(jìn)行，對(duì)其他兩種方法作一簡(jiǎn)介。

由于擴(kuò)散氫的含量很少，因此常用氣體排液法把擴(kuò)散氫收集到一個(gè)密閉的集氣管內(nèi)測(cè)量。

由金屬表面擴(kuò)散溢出的微小氫氣泡必須通過(guò)收集介質(zhì)浮升到集氣管頂部，為使氫氣泡通過(guò)介質(zhì)時(shí)不至于對(duì)測(cè)量結(jié)果有影響，必須要求介質(zhì)具有一定的物理和化學(xué)性能。

具體要求是：對(duì)氫的溶解度較小，具有低的蒸汽壓力，化學(xué)穩(wěn)定性好，對(duì)人體無(wú)害和液體的粘度值低及價(jià)格便宜。

目前所用的介質(zhì)有：甘油，石蠟油，酒精，水銀。20molK2CO3以及硅油等。