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实验2熔敷金属中扩散氢测定

一、实验目的
1、了解熔敷金属扩散氢含量的测试方法都有哪些。
2、掌握甘油置换法测定熔敷金属中扩散氢的含量的方法。
3、整理两种焊接方法获得扩散氢的量，分析原因。
二、实验内容
采用甘油置换法测定手工电弧焊和CO2气体保护焊熔敷金属中扩散氢的含量。
三、实验步骤
1、试板准备：
1）试板及引弧板、引出板的材质为碳素结构钢或低合金钢。试件低碳钢板：130×20×（10～12）引收弧板：40×20×（10～12）
3）试板及引弧板、引出板预先作去氢处理，加热400-650℃，保温1h，然后再250±10℃情况下保温约6小时。
4）试板及引弧板、引出板的群补表面应进行加工，保证光滑和清洁。
2、焊接材料的准备
1）选择直径为Φ3.2mm的焊条，并按照焊条制造厂推荐的条件进行烘干，焊条不能互相接触，不能与其它焊条混烘。
2）从烘箱中取出的焊条应立即使用。
3）焊丝选择Φ1.2mm或Φ1.6mm的焊丝。
4)保护气体选择混合气。
3、试样制备
1）焊接前引弧板、试板引出板按照长度方向排列组成，用夹具固定，按照图1进行焊接。中间个试样须做标记和称重（精确至0.1g）。
2）在室温下进行焊接，焊接规范按照下面的规定进行。
3）试件焊接完成后2s内放到冰水中摆动冷却，冷却10s后立即取出，用机械方法取出引弧板和引出板，清除飞溅物和熔渣，经丙酮清洗吹干后，放入充满甘油的收集器中，进行测定。
4、测氢试验的基本操作过程和步骤如下：
焊前准备—焊接—水冷—清洗—吹干并放入气体收集器。
1）焊前准备将尺寸为20×130×12的试件和40×20×12的引、收弧预先在250±10℃加热6～8小时作去氢处理，然后清理表面，去除氧化物，用乙醇去水，乙谜去油，吹干冷却。把每个试件打钢印编号，然后用感量为0.1g的天平称出试件的原始重量G0。
2）焊接
将试件和引、收弧板放在试件夹具台上准备焊接。焊接过程中尽可能采用短弧焊，绝不允许中歼灭弧，以免产生弧坑。如果发生灭弧，则试件作作废。
3）水冷
停焊后2秒内立即将试件投入0～20℃的水中急冷，并摆动试件，避免局部温度过高，10秒后取出。
4）清洗
试件从水中取出后，迅速清除焊渣及其它脏物，然后用铁锤敲断引弧和收弧板，把中间的一段试件擦干并用酒精去水，乙谜去油。
5）吹干和放入气体收集器
将去水何除油的试件擦净并吹干（注意吹干时，一定要用冷风，以免焊缝中氢的溢出）。把试件立即放入气体收集内。
6）读数及称重
试件从焊完到放入收集器的全部操作过程，要求在60秒内完成。试件在45℃恒温下放值72小时，便可认为扩散氢已大致全部溢出。根据集气管中甘油柱的液面随对应的刻度，就刻读出扩散氢量V0,这时，要记录恒温集气箱的温度T,试验现场的气压P0,把试件从收集器中取出，清洗干净，吹干，称出试件重量G1。
7）根据下述公式，计算出扩散氢[H]
根据下列公式算出0℃时，熔敷金属中扩散氢含量V0

Vo—标准状况下100克熔敷金属中的氢气体积数（ml）。ml/100g
V—收集的氢气体积（ml）。
G1-G0熔敷金属质量，焊后试样质量减去焊前试样质量，g，精确到0.01g。
Po—1个标准大气压。
P—实验室气压。
To—273，K
T—恒温收集器中的温度=（273+t），K
t-恒温收集箱中温度，℃

6、扩散氢含量测定
1）测试设备如图1所示。

图2扩散氢收集示意图

2）将焊接完成的试样放入应经充满甘油的收集器内，从试样焊接完成到放入收集器内，应早90S内完成。
3）收集扩散氢过程中，甘油温度必须保持45±1℃。
4）72小时后将吸附在收集器管壁和试样上的气泡收集上去，准确读取气体量。
5）将测定的氢气体积换算成标准状态下的体积，用该体积除以熔敷金属质量（焊后与焊前试样质量之差）的1/100，即为扩散氢含量，单位为mL/100g熔敷金属。

实验结果的整理和分析
要求对全部实验数据和结果进行整理分析。根据列表整理的熔敷金属中的扩散氢含量[H]扩，并对以上的实验结果进行简要分析。

测试的实验数据：
扩散氢含量
手工电弧焊：8.2ml堆焊：123.64g
CO2气体保护焊：3.0ml堆焊：110.28g