[实用新型]一种焊缝熔敷金属扩散氢测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及测量装置技术领域，尤其涉及一种焊缝熔敷金属扩散氢测量装置。

背景技术

焊接是现代工业中最常用的一种连接金属的方法。焊接过程中，会产生一定量的氢。其中一部分的氢会在冷却凝固过程中逸出，未逸出的氢则会保留在焊缝中。保留的氢多以氢原子或氢离子的形式存在。由于其半径较小，可以在金属晶格中扩散，因此称之为扩散氢，其余部分则扩散聚集到晶格缺陷、显微裂纹和非金属夹杂物边缘等空隙中，结合为分子无法扩散。这部分氢称之为残余氢。焊接后由于放置时间的增加，一部分扩散氢会从焊缝中逸出，另一部分扩散氢则变为残余氢。焊缝中的氢不断扩散聚集，在应力作用下会导致焊缝敏感组织产生氢致裂纹，影响焊接接头的力学性能，对焊接结构造成潜在危害。因为氢的扩散聚集需要数天或更长的时间，导致扩散氢造成的裂纹延迟出现，往往会对正在服役的焊接结构造成致命危害。测定焊接接头的扩散氢含量，能为改善焊接材料和工艺参数提供参考，对于提升焊接接头质量具有重要意义。

氢在金属中的扩散很复杂，以现有技术很难获得熔敷金属中某一处扩散氢的准确含量，一般采用收集焊后熔敷金属扩散逸出的氢气，然后再测定氢气的含量。为了便于比较试验结果，许多国家都制定了测定熔敷金属中扩散氢的标准方法，其中包括国际焊接学会标准IIW/ISO3690-2012, 美国标准AWS A4.3-1993(R2006), 日本的JIS Z 3118-2007等。这些标准对样品的制备、氢气的收集测试等都做了规定，主要包括甘油法、水银法、气相色谱法以及载气（真空）热提取法等。我国扩散氢测定标准GB/T3965-2012在其附录B中列出了甘油法测试扩散氢的方法和相关装置。甘油法是测定焊缝中扩散氢含量的传统方法，一般将金属试件浸于甘油，在45摄氏度下持续收集逸出氢气72小时，得出含氢量。甘油法测量具有操作方便、设备简单且对人体无毒无害的优点。但是由于甘油粘度大，导致部分氢气附着在试样及测量管壁上或悬浮在甘油中，使得测量结果偏低，实验结果误差较大。对于某些低氢型焊条扩散氢的测量，更可能出现测量结果为零的现象。

采用甘油法测量时，扩散氢的总含量应为气态氢以及溶解吸附氢的体积之和，即V_扩散氢=V_气态氢+V_{溶解吸附氢}。为减小误差，在测量低氢型焊条扩散氢含量时，一般选用水银作为收集氢气的介质。由于水银密度高，而且不吸收氢，因此水银法测氢的精度非常高，被国际标准化组织规定为标准扩散氢测定法，是一种基准方法，可用于校验其它测氢方法的可靠性。但由于水银对人体有害，而且会对环境造成污染，限制了它的适用范围。天津大学之前研制排液法测定扩散氢，其基本原理是通过测定扩散氢所排挤出介质体积来间接测量扩散氢的体积，克服了集气法测量存在气泡附着和悬浮的问题。专利号为201220115440.8的实用新型专利公开了一种焊缝熔敷金属扩散氢测试器，可通过排液法测定扩散氢，但其结构非常复杂，不易操作。综上所述，现有技术中缺乏一种结构简单、使用方便且测试精度高的熔敷金属扩散氢测量装置。

发明内容

本实用新型提供一种结构简单、使用方便且测试精度高的熔敷金属扩散氢测量装置。

本实用新型提供一种焊缝熔敷金属扩散氢测量装置，包括液位测量管和密封集气管，所述液位测量管与大气连通；所述集气管一端开设有集气管口，另一端设置有第一旋塞，所述集气管和液位测量管之间通过连通管连通，所述连通管上设置有第二旋塞。

进一步的，所述集气管具有设置在其上侧的气体体积测量管，所述第一旋塞设置在所述气体体积测量管上端的开口处。

为促进气体向上部聚集，所述气体体积测量管的下端形成有锥形收口。

为便于向测量装置中注入流体介质，所述焊缝熔敷金属扩散氢测量装置中还包括与所述集气管口匹配的集气管盖。

为增强集气管的密封效果，所述集气管口上设置有外螺纹、所述集气管盖上设置有与之匹配的内螺纹；所述集气管口和集气管盖之间还设置有垫片。

为了便于测量液体介质和扩散氢的体积，所述气体体积测量管和液位测量管的管壁上均形成有刻度。

优选的，所述气体体积测量管和液位测量管的测量精度为0.01ml。

为了便于校准液位测量管的刻度，保持开始测量时液面和0刻度线平齐， 所述连通管设置在所述液位测量管刻度的下侧。

为了便于观察，并保持设备整体具有较好的密封性，所述液位测量管、集气管和连通管由透明玻璃材料一体成型制成。