中文
英文
在線客服
在焊接技術(shù)的廣闊領(lǐng)域中，熔敷金屬中擴(kuò)散氫的測(cè)定是保障焊接質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。GB/T 3965—2012《熔敷金屬中擴(kuò)散氫測(cè)定方法》為這一關(guān)鍵任務(wù)提供了科學(xué)且嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹笇?dǎo)框架。
一、技術(shù)參數(shù)的精密考量
（一）試塊參數(shù)
材質(zhì)要求：試塊選用C≤0.18%、S≤0.02%的非合金鎮(zhèn)靜鋼，這種特定成分的鋼材能為后續(xù)試驗(yàn)提供穩(wěn)定且一致的基礎(chǔ)條件，減少因母材自身因素對(duì)擴(kuò)散氫測(cè)定的干擾。
尺寸規(guī)格：試件組合由引弧板、中心試塊及引出板構(gòu)成，不同類(lèi)型的試塊（A 型、B 型、C 型）有著明確且細(xì)致的尺寸規(guī)定。例如，A型中心試塊長(zhǎng)度為 80mm、寬度 25mm、厚度 12mm，引弧板、引出板長(zhǎng)度≥50d（d 對(duì)于焊條電弧焊為≥25mm）。這些精確的尺寸設(shè)計(jì)，是基于焊接過(guò)程中熱傳遞、金屬熔敷均勻性以及擴(kuò)散氫逸出特性等多方面因素確定的，直接影響著試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。
（二）焊接材料參數(shù)
焊條：在焊條的試驗(yàn)要求上，針對(duì)不同目的（產(chǎn)品分類(lèi)或產(chǎn)品檢驗(yàn)）有不同的參數(shù)規(guī)定。產(chǎn)品分類(lèi)試驗(yàn)時(shí)，若焊條直徑無(wú)規(guī)定，采用φ4.0mm 的焊條，焊接電流比制造廠推薦的最大電流低 15A 或采用最大電流的 90%（公差控制在±10A），同時(shí)要調(diào)整焊接速度以保證在特定試塊上獲得規(guī)定質(zhì)量的熔敷金屬。這些參數(shù)的嚴(yán)格設(shè)定，是為了模擬實(shí)際生產(chǎn)中的焊接情況，確保試驗(yàn)結(jié)果能真實(shí)反映焊條在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的擴(kuò)散氫釋放情況。
埋弧焊材：埋弧焊絲和焊劑同樣有詳細(xì)的參數(shù)要求。焊絲在產(chǎn)品分類(lèi)試驗(yàn)時(shí)，要保證在特定試塊上獲得規(guī)定質(zhì)量的熔敷金屬；焊劑的烘干規(guī)范根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康牟煌瑖?yán)格執(zhí)行產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定或制造廠推薦。這些參數(shù)的控制，旨在研究埋弧焊過(guò)程中焊接材料對(duì)擴(kuò)散氫含量的影響規(guī)律，為優(yōu)化焊接工藝提供依據(jù)。
（三）焊接參數(shù)
各種焊接方法的熱輸入應(yīng)不大于 3kJ/mm，熱輸入計(jì)算公式的引入，使得焊接過(guò)程中的能量輸入得以精確量化。通過(guò)控制熱輸入，可以有效調(diào)節(jié)焊接時(shí)的溫度場(chǎng)分布，進(jìn)而影響氫在熔敷金屬中的擴(kuò)散和逸出行為，確保試驗(yàn)條件的一致性和可比性。
二、科學(xué)原理闡釋
（一）測(cè)定原理
水銀法：基于置換法的原理，將擴(kuò)散氫收集到真空、充滿水銀的毛細(xì)管內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。在這個(gè)過(guò)程中，利用了氫與水銀的物理特性差異，擴(kuò)散氫進(jìn)入毛細(xì)管后置換水銀，通過(guò)測(cè)量水銀的位移來(lái)確定氫的體積。這種方法巧妙地利用了物質(zhì)的物理性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)擴(kuò)散氫的定量分析。
熱導(dǎo)法：采用熱導(dǎo)檢測(cè)器（TCD），其核心原理是基于不同氣體具有不同的熱導(dǎo)率。當(dāng)含有擴(kuò)散氫的混合氣體與載氣一起進(jìn)入熱導(dǎo)池時(shí)，由于混合氣的熱導(dǎo)率與純載氣不同，會(huì)導(dǎo)致熱導(dǎo)池中熱絲的溫度和電阻發(fā)生變化，進(jìn)而使電橋輸出端產(chǎn)生不平衡電位，將此電位信號(hào)轉(zhuǎn)化為氫氣體積的測(cè)量值。這種基于物理電學(xué)和熱學(xué)原理的檢測(cè)方法，具有高精度、高靈敏度的特點(diǎn)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量擴(kuò)散氫含量。
（二）擴(kuò)散氫的科學(xué)本質(zhì)
在電弧焊過(guò)程中，含氫化合物在電弧高溫下分解成單原子氫，大量溶解在熔池中。熔池凝固時(shí)，一部分氫逸出，另一部分留在焊縫中。在金屬焊縫中，氫大部分以 H、H?或 H?形式存在，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晶格中自由擴(kuò)散，成為擴(kuò)散氫；另一部分?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，不能自由擴(kuò)散，成為殘余氫。了解擴(kuò)散氫的形成機(jī)制和存在形態(tài)，對(duì)于理解擴(kuò)散氫測(cè)定方法的科學(xué)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值至關(guān)重要。
散氫(4).jpg)
擴(kuò)散氫測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：
《熔敷金屬中擴(kuò)散氫測(cè)定方法》 GB/T 3965-2012
《焊接及相關(guān)工藝 電弧焊焊縫金屬中氫含量的測(cè)定》 ISO 3690:2018
《測(cè)定馬氏體、貝氏體和鐵素體鋼電弧焊焊縫金屬中擴(kuò)散氫含量的標(biāo)準(zhǔn)方法》ANSI/AWS A4.3:1993(2018)
《鋼質(zhì)焊縫擴(kuò)散氫含量測(cè)量方法》 JIS Z3118：2022