熔敷金属中扩散氢测试方法的研究进展.docx

熔敷金属中扩散氢测试方法的研究进展摘要：阐述了熔敷金属中扩散氢的存在形式、产生、来源及危害。介绍了4种扩散氢检测方法即甘油法、水银法、气相色谱法和载气热提取法总结了4种检测方法的优劣并对4种方法进行了比较指出了4种方法测定扩散氢的差异。简述了焊接热输入、焊接道数、冷却方式及焊接环境等因素对扩散氢含量的影响。关键词：熔敷金属；扩散氢；方法比较中图分类号：TG-457.11Abstract：Thispaperintroducedthesourceofhydrogenduringweldingthetypeofdiffusiblehydrogeninweldingmetalanditsharm.Themercurymethod、gaschromatographymethod、hot-extractionmethodandglycerolmethodfordiffusinghydrogenmeasurementswerepresentedandtheadvantageandshortcomingofthosefourmethodsweresummarized.Alsotheeffectsofheatinput、passes、coolingwayofthetestassemblyandweldingenvironmentondiffusiblehydrogenweresummedup.Keywords：depositedmetal；diffusiblehydrogen；comparisonmethod0前言在钢焊缝中氢大部分是以氢原子或离子的形式存在的它们与焊缝金属形成间隙固溶体。由于氢原子和离子的半径很小可以在焊缝金属的晶格中自由扩散故称之为扩散氢。还有一部分氢扩散聚集到晶格缺陷、显微裂纹和非金属夹杂物边缘的空隙中结合为氢分子因其半径增大不能自由扩散故称之为残余氢。因为扩散氢能够自由扩散并占总含氢量的比例较大因此它对焊接接头的影响比残余氢大。由于焊接方法不同导致氢向金属中溶解的途径也不相同。气体保护焊时氢是通过气相与液态金属的界面以原子或质子的形式溶入金属的；电渣焊和电渣熔炼时氢是通过渣层溶入金属的；而焊条电弧焊和埋弧焊时上述两种途径兼而有之。焊接过程中氢主要来源于焊接材料中的水分、含氢物质、电弧周围空气中的水蒸气和母材坡口表面上的铁锈油污等杂质。大部分体心立方金属与合金焊接时进入焊缝和热影响区中的氢将会对接头产生极大危害如在焊缝中形成氢脆和白点这种危害是暂态性的经过时效处理或热处理之后可以消除；而如果产生气孔和冷裂纹这种危害则是永久性的这类现象一旦产生是不能消除的且危害相当严重。焊接材料的扩散氢含量高是焊接接头形成冷裂纹的三大因素之一。单位熔敷金属中测出的扩散氢越多其产生冷裂纹的可能性就越大。为了测定焊缝中的氢含量国际上都制定了相应的测试标准如GB/T3965―1995《熔敷金属中扩散氢测定方法》、美国AWSA4.3―1993《测定马氏体、贝氏体、铁素体钢电弧焊焊缝金属中扩散氢含量的标准方法》和JISZ3118―2007《钢质焊缝扩散氢含量测量方法》等。1扩散氢的检测方法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的测定方法有4种即甘油法水银法、气相色谱法和载气热提取法。1.1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一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。1.2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0.05mL）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。1.3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