Сварка металлов. Методы определения содержания диффузионного водорода в наплавленном металле и металле шва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

СВАРКА МЕТАЛЛОВ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИФФУЗИОННОГО ВОДОРОДА В НАПЛАВЛЕННОМ МЕТАЛЛЕ И МЕТАЛЛЕ ШВА

ГОСТ 23338-91

Издание официальное

КОМИТЕТ СТАНДАРТИЗАЦИИ И МЕТРОЛОГИИ СССР

Москв
а

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СВАРКА МЕТАЛЛОВ

Методы определения содержания диффузионного водорода в наплавленном металле и металле шва Welding of metals.
Methods for determination of diffusible hydrogen
in deposited weld meta] and fused metal

ОКСТУ 0809

Дата введения 01.07.92
Настоящий стандарт устанавливает хроматографический и ва­куумный методы определения содержания диффузионного водо­рода в наплавленном металле и металле шва и распространяется на покрытые электроды, порошковую проволоку, стальную сва­рочную проволоку, предназначенные для сварки низкоуглеродис­тых и низколегированных сталей.
Хроматографический метод предназначен для определения со­держания диффузионного водорода в образцах швов, выполненных покрытыми электродами, порошковой и стальной сварочной про­волоками.
Вакуумный метод предназначен для определения содержания водорода в образцах швов, выполненных покрытыми электродами диаметром от 3 до 6 мм.
При сварке электродами диаметром 4 мм диапазон измерения массовой доли водорода от 0,25 до 13,5 млн '1 — в металле шва, от 0,4 до 22 млн-1 — в наплавленном металле или от 0,3 до 15 см3/ /100 г — в металле шва, от 0,5 до 25 см3/100 г — в наплавленном металле.
Измерения содержания диффузионного водорода в наплавлен­ном металле и металле шва используют для классификации и кон­троля качества партий сварочных материалов и исследовательских целей.
Для классификации и контроля партий сварочных материалов условия наплавки шва указаны в стандарте.
Издание официальное
© Издательство стандартов, 1991
Настоящий стандарт не может бьггь полностью цли частично воспроизведен,
тиражирован и распространен без разрешения Госстандарта СССР

1. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

1.1. Сущность хроматографического метода (методі)
1.1.1. Метод основан на сборе выделяющегося из образца свар­ного шва водорода в камере с последующим измерением его объе­ма методом газовой хроматографии.
Для ускорения анализа образец дегазируется при температуре (150±5) °С.
Схема прибора приведена на черт. 1. Выделяющийся из образца 1 водород собирается в металлической камере 2, соединенной с хроматографом 7 через электромагнитный переключатель направ­ления движения газа 5. Управление работой переключателя 5 вы­полняется с помощью блока управления 6.
Схема прибора для хроматографического метода анализа (метод 1)

/ — образец; 2 — реакционная камера; 3 — крышка реакционной камеры; 4 — печь для нагрева камеры с образцом; 5 — электромагнитный переключатель направления движения газа; 6 — блок управления электромагнитным переключателем направления движения газа; 7 — хроматограф; 8 — блок подготовки газа хроматографа; 9 — блок подготовки детектора по теплопроводности; 10 — блок регулятора температуры; 11 — потенциометр 1КСП-4: 12 — интегратор И-02 (И-05); 13 — баллон с аргоном

Черт, 1
Промежуток времени, на который камера 2 подключается к потоку газа-носителя аргона для вымывания выделившегося из образца водорода (или промывка камеры от воздуха после поме­щения в нее образца), — цикл отбора водорода или промывка ка­меры. Промежуток времени, на который камера 2 отключена от потока газа-носителя аргона для накопления водорода — цикл накопления водорода.
Во время накопления водорода в камере 2 газ-носитель аргон проходит через хроматограф 7, минуя камеру 2. Для измерения объема выделившегося водорода газ-носитель с помощью переклю­чателя 5 направляется через камеру 2 в хроматограф 7, где детек­тируется.
Выходной сигнал регистрируется потенциометром 11, его пло­щадь измеряется интегратором 12. Работа хроматографа 7 и его детектора по теплопроводности управляется соответственно блока­ми 10 и 9. Расход газа-носителя в двух магистралях хроматографа задается с помощью блока подготовки газа хроматографа 8. Для ускорения анализа образец 1 вместе с камерой 2 нагревают печью сопротивлением 4.
Количество циклов накопления водорода и отбора водорода оп­ределяют интенсивностью выделения водорода из образца. Коли­чество выделившегося водорода из образца равно сумме площадей пиков водорода, умноженной на функцию преобразования прибо­ра.
1.2. Сущность вакуумного метода (метод 2)
1.2.1. Метод основан на сборе выделяющегося водорода из об­разца в вакуумированный контейнер, соединенный с манометром. Объем выделившегося водорода определяют с учетом объема кон­тейнера и изменения в нем давления за счет выделившегося водо­рода. Дегазация образца выполняется при комнатной темпера­туре.
Конструкция прибора для измерения объема диффузионного водорода приведена на черт. 2. Водород, выделяющийся из образ-' ца~, помещенного в колбу 7, повышает давление, регистрируемое жидкостным манометром 6.
1.3. Для измерения объема водорода используются приборы, приспособления и материалы:
1.3.1. Метод 1
1.3.1.1. Прибор ОБ 2.456 или ОБ 2144, в состав которого входит хроматограф ЛХМ-8МД или ЛХМ-80 с детекторами по теплопро­водности (или хроматографы других марок, укомплектованные де­текторами по теплопроводности). Приведенные приборы изготав­ливают по нормативно-технической документации. Прибор ОБ 2456 предназначен для одновременного анализа трех образцов, прибор ОБ 2144 — для одного образца.
Допускается пользоваться другими приборами, основанными на принципах матографического анализа газов, обеспечивающих иден­тичные результаты, изготовленными по другой нормативно-техни­ческой документации.
1.3.2. Метод 2
1.3.2.1. Вакуумный прибор (черт. 2), устройство которого при­ведено в приложении 2.
1.3.2.2. Приспособление для наплавки (черт. 3,4).
Универсальный фотоувеличитель «Беларусь-2М» по
1.3.2.3.
1.3.2.4. Термометр по ГОСТ 28498—90.
1.3.2.5. Весы аналитические ВЛДП-200 г, 2 кл. по НТД.
1.3.2.6. Реактивы: ацетон по ГОСТ 2603; спирт этиловый техни­ческий по ГОСТ 18300; толуол по ГОСТ 5789; силикагель по ГОСТ 8984; аргон по ГОСТ 10157; эфир для наркоза — по НТД.
Приспособление для наплавки образцов по методам 1 и 2

Черт. 3

Приспособление для наплавки образцов по методу 2

1 — болт М12; 2,4 — зажимы медные; 3 — заготовка образца; 5 — гайка Ml,2; 6 — размерная планка
Черт. 4

2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

2.1. Образцы для испытания
2.1.1. Образец представляет собой пластину с наплавленным валиком. Валик следует наплавлять на заготовку, состоящую из пластины, собранной вместе с выводными планками в соответст­вии с черт. 5.
2.1.2. Материал пластины и выводных планок: для классифика­ции сварочных материалов — сталь марок БСтЗсп, ВСтЗсп по ГОСТ 380; для других назначений допускается применение низко­углеродистых и низколегированных сталей, для сварки которых предназначены испытуемые сварочные материалы.
Заготовки для изготовления пластин и выводных планок долж­ны быть подвергнуты отжигу при температуре 650—670 °С в тече­ние не менее 2 ч.
2.1.3. Пластина маркируется на нижней поверхности (по отно­шению к наплавленному валику).
2.1.4. Пластина и выводные планки после опиловки заусенцев и острых кромок должны быть промыты: для метода 1 >— в ацетоне и спирте этиловом техническом; для метода 2 — в толуоле, затем в ацетоне и спирте этиловом техническом.
2.1.5. Пластина до наплавки валика должна быть взвешена с погрешностью, не более ±0,01 г.
2.1.6. Пластины и выводные планки до наплавки валика долж­ны храниться в эксикаторе с силикагелем. Силикагель следует ре­генерировать при температуре 150—300 °С в течение 3 ч не реже одного раза в три месяца.
2.1.7. Заготовка типа I предназначена для испытания электро­дов диаметром 3—4 мм по методу 1, заготовка типа II предназна­чена для испытания электродов диаметром более 4 мм, проволок порошковых и проволок стальных сварочных по методу 1, заготов­ка типа III предназначена для испытания электродов диаметром 3—6 мм по методу 2 (черт. 5).
Заготовки составных образцов для наплавки валика

/ — пластина; 2, 3 — выводные планки; неуказанные отклоне-
ния размеров НІ2
Черт. 5
2.2. Наплавка валика на заготовку
2.2.1. Для наплавки валика заготовку зажимают в приспособ­ление для наплавки. Температура приспособления должна быть в пределах от температуры окружающей среды до температуры ее точки росы.
2.2.2. Электроды и проволоки порошковые перед наплавкой валика должны быть просушены в соответствии с требованиями нормативно-технической документации на их изготовление.
Если в нормативно-технической документации отсутствуют ука­зания по режимам просушки, то их следует установить по согласо­ванию изготовителя с потребителем сварочного материала, исходя из вида покрытия или сердечника порошковой проволоки.
2.2.3. Род и полярность тока при наплавке валика должны со­ответствовать требованиям эксплуатационной документации изго­товителя сварочного материала, среднее значение тока должно составлять 90 % его максимальной величины для электродов и 80 % — для порошковых и стальных сварочных проволок.
2.2.4. При наплавке валика покрытыми электродами линейную скорость наплавки следует установить из условия расплавления от 12 до 13 см длины электрода при наплавке 10 см длины ва­лика.
Примечание. При применении электродов, содержащих в покрытии же­лезный порошок, длина расплавленной части электрода на единицу длины на­плавляемого валика должна быть пропорционально уменьшена в соответствии с выходом наплавленного металла для испытуемой марки электродов.
2.2.5. При наплавке валика порошковыми и стальными свароч­ными проволоками режимы сварки следует установить из условия получения валика шириной не более 22 мм, высотой не более 6 мм, погонной энергии при наплавке не более 3 кДж/мм.
2.2.6. При наплавке валика его начало и конец следует выпол­нять на выводных планках.
2.2.7. Поперечные колебания конца электрода или проволоки во время наплавки не допускаются.
2.2.8. Наплавка нескольких заготовок образцов одним электро­дом не допускается.
2.2.9. Наплавку валика следует проводить при абсолютной влажности воздуха 10—15 г/м3 (относительная влажность воздуха от 60