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专利名称：焊缝熔敷金属扩散氢测试器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于金属焊缝扩散氢含量测试技术，具体涉及ー种可调节精度的焊缝熔敷金属扩散氢收集及测试装置。
背景技术：
电弧焊接是ー种常见的金属焊接方法，在电弧加热过程中，高温电弧将焊接材料中含有氢元素的物质加热分解为氢原子或质子。在高温下，氢原子或质子将溶解到金属熔池中而滞留在液态金属中。随着焊后冷却过程的进行，大部分溶解氢将因溶解度下降逸出焊缝，但是仍有部分会残留在固态的焊缝金属中，形成气孔或导致焊缝及热影响区产生冷裂纹，成为影响焊接接头质量的最大不利因素。特别是对于合金高强钢，氢致延迟冷裂纹是焊接的最大难题。因此，在焊接前或焊接过程中要严格控制焊接材料以及环境中的含氢元素物质的存在。对于焊条电弧焊和埋弧焊，导致焊缝增氢的途径主要有三个方面，焊接材 料、焊接エ件状况和环境湿度。对于エ件状况和环境湿度一般都可以采取焊前措施加以消除。虽然焊接材料也可以通过焊前加热烘干的办法来降低，但是很难彻底消除，特别是对低氢型或超低氢型焊接材料的要求更为严格。为此，需要对焊接材料进行焊接熔敷金属扩散氢量测试与评价。扩散氢的测试，当前国内外的相关标准规定了三种不同的测试方法，分别是45°C甘油测试法，水银法测试法和气相色谱测试法等。45°C甘油测试法是当前国内普遍使用的测试方法，具有操作简单，测试过程安全，直观性好等优点。但是在低氢或超低氢型焊接材料测试中，由于甘油粘度较大，加上扩散氢量非常少，有极少量的氢气泡或因滞留在试件表面或存在于甘油液体中而不能汇集在一起，影响了气体的聚集而降低了测试精度。针对国标规定的甘油法测试精度低的缺点，天津大学曾在上世纪八十年代初，研制了ー种甘油排液法扩散氢收集装置。据文献介绍，该方法的测试精度可以和水银法相媲美。水银法测试因水银密度大，氢气泡完全可以聚集到一起而测试精度非常高，特别适用于低氢或超低氢型测试。但是，水银的毒性和价格昂贵以及设备的复杂性，限制该方法的普遍使用，特别是在欧洲因水银环保问题而被限制使用。气相色谱法虽测试精度与水银法相当，但是，因设备昂贵及体积庞大使用起来不太方便，不具有施工现场的测试条件。上述三种测氢方法，对于试件焊后的清理及入仪时间有严格限制，如GB/T3965-1995规定，要求在90秒完成。在测试过程中三种方法对测试温度也进行了严格规定。而在扩散氢收集过程中，上述所有方法的集气管都不能移动，因此所有的扩散氢测试只能在实验室进行，不可能应用到焊接现场。此外前述三种测试装置都只有一个测试精度，不能根据被测焊缝熔敷金属扩散氢量进行测试精度调节。
发明内容本实用新型的目的是提供ー种焊缝熔敷金属扩散氢测试器，该设备便于携�。�适合施工现场使用；并且能够调整显示精度，适合多量程的使用范围。[0006]焊缝熔敷金属扩散氢测试器包括密闭集气筒和与密闭集气筒连通的液位显示管。密闭集气筒是由收集器筒体、底座和顶盖构成，顶盖的一周内侧有密封胶圈，顶盖内侧与收集器筒体密封面外沿采用快速螺纹连接；在收集器筒体上有ー个横管，液位显示管通过该横管与密闭集气筒连接。设备的测试原理是液体在连通器中的流动原理。测试时将金属焊接试件放置在盛有甘油的密闭集气筒中，当扩散氢从试件焊缝中扩散出来后产生相应体积，该体积气体压迫液体甘油形成流动，相应地液位显示管中的甘油液面随之上升形成新液位。通过相应液位差计算可求出收集到的气体体积读数。本实用新型便于携带，适合在施工现场测试使用，它的液位显示管能够替换，可变换显示精度，适合于不同氢含量气体的测试。

附图为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的密闭集气筒由收集器筒体I、收集器筒体密封面2、收集器顶盖3、密封橡胶圈4以及连接横管5组成，主要作用是盛装甘油13和焊接试件14以及收集由焊缝15中扩散出来的氢气。要求密闭集气筒内的甘油13液位至少要淹没连接横管5。密闭集气筒尺寸可根据国家标准GB/T3965-1995规定的试件尺寸长度，选取为Φ40Χ 150mm。可以采用两种材料制作，有机玻璃或金属。采用有机玻璃管制造可以方便地观察到扩散氢从焊缝中逸出过程，具有很好的可视性，非常适合于实验教学或科学研究。采用金属管制造吋，整体结构有一定的強度，耐用性强，可适用于焊接现场测试。在顶盖3上有液位回零阀6，以保证测试时液位显示管8中的甘油液位初始值为定值，便于测试。连接横管5可根据收集器筒材质不同采用相应材料加工制造，筒体是有机玻璃管时，可采用有机玻璃或尼龙棒材料，相应地连接横管5与收集器筒I间采用插入式结构，通过302胶(改性丙烯酸脂胶粘剂)粘接即可。筒体是金属时，连接横管5可采用金属管，可焊接在收集器筒体I ー侧。收集器筒体密封面2与收集器顶盖3可采用同一材质，如尼龙或金属。选用尼龙时，收集器筒密封面2与收集器筒体I的连接可采用302胶粘结；选用金属吋，收集器筒体密封面2与收集器筒体I (筒体也为金属)可采用TIG焊接，或采用302胶粘结(筒体为有机玻璃管)。收集器顶盖3与收集器筒密封面2之间采用内外配合的快速螺纹来实现，在收集器顶盖3与收集器筒体密封面2间的密封可采用密封橡胶圈4。连接横管5可侧接在收集器筒I的中间部位。在横管5外端有过渡段9，液位显示管8下端通过螺纹与密闭集气筒横管5上的过渡段9连接。过渡段9与横管5间的连接可采用不可拆连接方式，横管为金属吋，过渡段9也采用金属，两者间需要进行焊接；横管5为有机玻璃是时，过渡段9可选尼龙材料，两者间采用302胶粘接即可。在过渡段9上需要安装ー个金属制作的管接头10，管接头10与显示管8采用302胶粘结。而管接头10与过渡段9采用螺纹连接。液位显示管8为有机玻璃管。在液位显示管8上有刻度标尺12。在测试前，根据预测试样含氢量从三种不同型号中选取ー种液位显示管8，三种液位显示管8分别是超低氢测试管、低氢测试管和中等含氢量测试管，三种液位显示管8的高度均为210mm，管内径可分别为Φ2、Φ4、Φ 6mm，相应地测试范围是O. 003 O. 65ml，O. 013 2. 52ml，O. 022 4. 40ml。液位显示管8上的刻度标尺12是利用计算机在打印纸上打印出标尺，然后将透明胶带粘到打印纸上，经过热水浸泡后清理胶带上的残余纸屑并晾干胶带后，将带有刻度的胶带粘贴到液位显示管8上形成刻度标尺12。首先检查集气管各部位的密封性。具体如下盛一盆水，将测试系统放入水中，使液位显示管端ロ露出盆内水液面，利用洗耳球通过液位显示管8端ロ向内打气，观察集气管各部是否漏气。确认无气泡逸出水面时，认为密封良好。在检查集气系统各部位密封良好后。卸下集气管顶盖3，将甘油填充到收集器筒中，甘油液位距离中间侧接横管5大约5mm左右，并将顶盖3上的回零阀6打开。根据国家标准GB/T3965-1995要求对所要测试焊接材料及试件进行烘干、除油锈 等准备工作，将按标准程序处理完的焊接试样快速放入收集器筒中，并快速拧上顶盖3，拧紧时要保证密封胶圈4能够良好密封。将集气管测试仪放置到测试箱后拧紧回零阀门，同时观察液位初始位置并做好记录。经过72小时的氢气扩散后，液位显示管8中的甘油液位将达到一定高度，观察并记录液位位置。对于每个液位显示管，两次液位高度差产生的体积就是熔敷金属扩散氢量。标准扩散氢含量可按照下式计算标准状况下的每100克熔敷焊缝金属当量含氢量。
权利要求1.ー种焊缝熔敷金属扩散氢测试器，包括密闭集气筒和与密闭集气筒连通的液位显示管，其特征是密闭集气筒是由收集器筒体(I)、底座(7)和顶盖(3)构成，顶盖(3)的一周内侧有密封胶圈，顶盖(3)内侧与收集器筒体密封面(2)外沿采用快速螺纹连接；在收集器筒体(I)上有一个横管(5)，液位显示管(8)通过该横管(5)与密闭集气筒(I)连接。
2.根据权利要求I所述的焊缝熔敷金属扩散氢测试器，其特征是在横管(5)外端有过渡段(9)，液位显示管(8)下端通过螺纹与密闭集气筒横管(5)上的过渡段(9)连接。
3.根据权利要求I所述的焊缝熔敷金属扩散氢测试器，其特征是在顶盖(3)上有液位回零阀(6)。
4.根据权利要求I或2所述的焊缝熔敷金属扩散氢测试器，其特征是在液位显示管(8)上有刻度标尺(12)。
5.根据权利要求4所述的焊缝熔敷金属扩散氢测试器，其特征是液位显示管(8)为有机玻璃管。
专利摘要本实用新型公开了一种可调节精度的焊缝熔敷金属扩散氢测试器，包括密闭集气筒和与密闭集气筒连通的液位显示管，密闭集气筒是由收集器筒体、底座和顶盖构成，顶盖的一周内侧有密封胶圈，顶盖内侧与收集器筒体密封面外沿采用快速螺纹连接；在收集器筒体上有一个横管，液位显示管通过该横管与密闭集气筒连接。测试时将金属焊接试件放置在盛有甘油的密闭集气筒中，当扩散氢从试件焊缝中扩散出来后产生相应体积，该体积气体压迫液体甘油形成流动，相应地液位显示管中的甘油液面随之上升形成新液位。通过相应液位差计算可求出收集到的气体体积读数。本实用新型便于携带，适合在施工现场测试使用，它的液位显示管能够替换，可变换显示精度，适合于不同氢含量气体的测试。
文档编号G01N7/14GK202471545SQ201220115440
公开日2012年10月3日 申请日期2012年3月23日 优先权日2012年3月23日
发明者于年崇, 史旭龙, 房中华, 李宪臣, 杨友志, 王明, 王海龙, 蒋应田, 陈利军 申请人:辽宁石油化工大学