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河南科技大学实验教学 焊缝中扩散氢测定 王要利 目 录 ● 实验目的及内容 ● 实验设备及材料 ● 扩散氢相关理论知识 ● 实验内容及要求 ● 扩散氢含量的计算 ● 实验报告 ● 注意事项 一、实验目的及内容 1. 实验目的 掌握测定焊缝扩散氢含量的一种方法。 了解手工电弧焊时影响焊缝扩散氢含量的几个因素。 实验内容 正常焊接条件下，比较J422和J507两种焊条所焊焊缝中扩散氢含量； 比较J422和J507 两种焊条不烘与焊前烘干后的扩散氢含量。 二、实验设备及材料 IGBT直流逆变焊机，型号ZX7—400 Z—整流弧焊电源；X—下降特性；7—逆变； (1—动铁心；3—动绕组；4—晶体管；5—晶闸管； 6—变换抽头；7—逆变) 二、实验设备及材料 实验设备 ZX7-400直流焊机；甘油法测定扩散氢含量装 置；天平、烘箱、温度计； 实验材料 试样材质选择与试验焊条强度等级相近的钢 材(Q235)。试样尺寸为130×25×12mm，每组 三个试样。在650℃保温1小时或250±10℃保 温6-8小时。 氢对焊缝质量的影响： 四、实验方法及要求 1.实验准备 1）试样材质选择与试验焊条强度等级相近的钢材。 2）试样尺寸为130×25×12mm，尺寸精度为±1mm，每组三个试样。 3）试样预先做去氢处理：在650℃保温1小时或250±10℃保温6-8小时。 4）试样去除氧化皮和锈。编号、乙醇去水、丙酮去油。清洗后的试样不得接触油水等物，称重精确至0.1g，记为Go。 四、实验方法及要求 2.实验方法 焊缝扩散氢含量的测定可以采用几种不同的方法。如甘油法、水银法等。我国国家标准规定采用甘油法（GB3965-83）。本次实验即采用甘油法，其测定装置如图1。在整个测试过程中应使甘油槽内的温度恒定为45±1℃。 四、实验方法及要求 3.实验步骤 1）准备焊机，选用Φ4直径的焊条，调整好焊接规范，焊接电流比焊条生产厂家推荐的最大电流低15A。 2）在准备好的试样中间堆焊一道长为115mm、宽为4mm的焊缝，焊接时采用短弧，焊接过程中若灭弧，则该试样作废。 四、实验方法及要求 3.实验步骤 3）停焊后2秒内将试样投入0-20℃的冷却水里摆动冷却，10秒后立即取出。 4）试样取出后清除飞溅物和渣皮，丙酮清洗迅速吹干后放入收集管内。自试样焊完至放入收集管中的时间不超过60秒。 5）24小时后读取所测得的氢的体积，以ml表示。 6）取出试样洗净吹干，冷却后再称重，精确至0.1g，记为G1。 7）撰写实验报告。 4. 实验要求 1）严格按照指导书有关内容进行实验。 2）认真做好实验记录、填好附表。 3）根据表中的数据，计算出每块试样焊缝的扩散氢含量，并注明实验条件。 4）将有关数据进行比较，分析影响焊缝扩散氢含量的主要因素。 五、扩散氢含量的计算 按以下公式计算出标准状态下每100g熔敷金属中的扩散氢含量[H]。 [H]=(PVT0/P0WT)×100 ml/100g 式中，[H]-标准状态下每100g熔敷金属中扩散氢含量（ml/100g）； V-集气瓶中收集到的实际扩散氢气体量（ml）；P0-标准大气压（760mmHg）；P-实验室气压（mmHg）；T0-273K；T-(273+t)K；t-恒温收集箱的环境温度；W-（G1-G0）g 六、实验报告 1）计算J422、J507两种焊条烘与不烘情况下焊缝金属中扩散氢含量。（列表并写出计算过程） 2）分析J422、J507两种焊条相同情况下焊缝金属中扩散氢含量。 3）分析J422或J507焊条在烘与不烘情况下焊缝金属中扩散氢含量。 4）简单从焊条药皮的成分分析为什么酸性焊条的含氢量大于碱性焊条的含氢量。 七、注意事项 注意实验环境的电源、电线、机械和其他物品， 在实际焊接时操作者和其他实验人员应做好必要的防护准备，着装合适 接通烟尘净化器，避免对室内空气污染和健康的影响 使用电焊面罩观察焊接过程，避免弧光伤害眼睛 不要接触焊接加热后的工件及残余焊条，避免烫伤 焊接时，氢主要来源焊接材料中的水分，含氢物质及电弧周围空气中的水蒸气。 氢的来源： 焊缝中氢及其扩散： 焊接过程中，液态金属吸收了大量的氢，有一部