專(zhuān)利名稱(chēng)：一種利用氣相色譜測(cè)量擴(kuò)散氫的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種利用氣相色譜測(cè)量擴(kuò)散氫的裝置技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種密封裝置和測(cè)量系統(tǒng)，更具體地講，涉及一種用于測(cè)量焊接工件中 擴(kuò)散氫的密封裝置和測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
氣相色譜法測(cè)定焊縫金屬內(nèi)部擴(kuò)散氫含量是目前國(guó)際上剛開(kāi)始執(zhí)行的新標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)含 有擴(kuò)散氫的氣體試樣被載氣帶入色譜柱中運(yùn)行時(shí)，氣體組份就在其中的兩相間進(jìn)行反復(fù) 多次分配，由于固定相對(duì)氣體中各組份的吸附或溶解能力不同，因此各組份在色譜柱中 的運(yùn)行速度就不同，經(jīng)過(guò)一定的柱長(zhǎng)后，便彼此分離，按順序離開(kāi)色譜柱進(jìn)入檢測(cè)器， 產(chǎn)生的離子流訊號(hào)經(jīng)放大后，在記錄器上描繪出各組份的色譜峰，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)純氫氣試 樣的色譜峰對(duì)比，進(jìn)行定量分析。但目前現(xiàn)有的氣相色譜法擴(kuò)散氫測(cè)試裝置只能測(cè)試小 尺寸試樣，試樣尺寸一般必須小于100xl0xl0mm，對(duì)于大尺寸試樣只能采取冷凍切割成 小尺寸試樣進(jìn)行測(cè)試，切割過(guò)程會(huì)造成擴(kuò)散氫損失，嚴(yán)重影響測(cè)試精度。另外，現(xiàn)有測(cè) 試裝置也無(wú)法測(cè)試不同溫度下的試樣中的擴(kuò)散氫，因?yàn)樵嚇蛹訜徇^(guò)程中會(huì)導(dǎo)致密封室內(nèi) 氣氛的熱脹冷縮，導(dǎo)致擴(kuò)散氫外泄。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，避免在測(cè)試中對(duì)大試樣進(jìn)行冷凍切割， 提供一種利用氣相色譜測(cè)量擴(kuò)散氫的裝置。 *本實(shí)用新型的一種利用氣相色譜測(cè)量擴(kuò)散氫的裝置，利用由導(dǎo)電基板和密封罩構(gòu)成 的密封裝置對(duì)焊接工件進(jìn)行密封，所述的密封罩通過(guò)設(shè)置在導(dǎo)電基板上的插槽7與導(dǎo)電 基板密封絕緣絕熱連接，密封罩的頂部設(shè)置有與循環(huán)氣泵密封連接的第一氣閥1和與氣 相色譜分析系統(tǒng)密封連接的第二氣閥2;所述插槽7和導(dǎo)電基板的邊緣之間設(shè)置有工件焊 接電纜固定位5，工件焊接電纜13通過(guò)工件焊接電纜固定位5與導(dǎo)電基板相連；所述基 板的中心附近對(duì)稱(chēng)設(shè)置有加熱電阻絲進(jìn)出口 11和試件支承部件10，加熱電阻絲15與加 熱電阻絲進(jìn)出口 11之間為絕熱絕緣密封連接，所述加熱電阻絲15和導(dǎo)電基板之間設(shè)置 有隔熱絕緣層16;所述試件支承部件10為導(dǎo)電部件，能夠?qū)⒐ぜ附与娎|的電信號(hào)傳到 焊接工件17;所述試件支承部件的一側(cè)設(shè)置有進(jìn)氣口 8，進(jìn)氣管18通過(guò)進(jìn)氣口 8進(jìn)入密 封體系中，進(jìn)氣管與進(jìn)氣口之間為絕熱絕緣密封連接；所述試件支承部件的另一側(cè)設(shè)置 有熱電偶進(jìn)口9，熱電偶14與熱電偶進(jìn)口之間為絕緣絕熱密封連接；所述熱電偶和加熱 電阻絲組成試件加熱控溫裝置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)試件加熱溫度的控制。為使密封罩和導(dǎo)電基板的密封性更好，可以在本實(shí)用新型的插槽中設(shè)置高溫真空密 封油。為使密封罩和導(dǎo)電基板的密封性進(jìn)一步提高，所述密封罩的底部設(shè)置有固定端4，所 述插槽7的外圍設(shè)置有緊固用孔6，緊固部件12通過(guò)緊固用孔6將帶有固定端4的密封 罩固定連接在導(dǎo)電基板的插槽7中。為避免密封氣氛的熱脹冷縮，保持密封罩內(nèi)壓力基本穩(wěn)定，所述密封罩的側(cè)壁設(shè)置 有可伸縮的波紋結(jié)構(gòu)3。為測(cè)量降溫情況下，焊接工件的擴(kuò)散氫逸出情況，所述密封罩的第一氣閥與循環(huán)氣 泵密封相連，循環(huán)氣泵與空氣冷卻器密封相連。由于大尺寸焊接試件質(zhì)量較大，焊接熱輸入較大，還可能多層焊，焊接完成時(shí)溫度 較高，冷卻緩慢，移動(dòng)困難，對(duì)其進(jìn)行冷凍切割不僅不方便，而且還會(huì)對(duì)工件造成不利 的影響。采用本實(shí)用新型的裝置，可以在不移動(dòng)焊接試樣的情況下，對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)散氫的 測(cè)量。首先，根據(jù)待焊接試樣的大小，加工與大小相適應(yīng)的導(dǎo)電基板和密封罩，其中導(dǎo) 電基板可以選用紫銅質(zhì)基板，密封罩可以采用鋁板，其中波紋結(jié)構(gòu)采用銅質(zhì)材料。然后， 對(duì)兩塊焊接試樣的兩個(gè)端點(diǎn)進(jìn)行預(yù)焊接，將焊接試樣固定在試件支承部件上，接通工件 焊接電纜，此時(shí)信號(hào)通過(guò)導(dǎo)電基板和試件支承部件傳到給試樣，施焊。第三，待焊接結(jié) 束后，利用密封罩將焊接試樣密封起來(lái)，利用氣相色譜對(duì)密封氣氛進(jìn)行采樣分析。在進(jìn) 行恒溫測(cè)試時(shí)，可利用循環(huán)氣泵對(duì)密封氣氛進(jìn)行循環(huán)操作，待其氣壓穩(wěn)定，氣氛充分混 合后，進(jìn)行取樣測(cè)量。在進(jìn)行變溫測(cè)量時(shí)，可以選用具有伸縮波紋管結(jié)構(gòu)的密封罩，此 時(shí)密封罩內(nèi)壓力變化可由具有伸縮的波紋結(jié)構(gòu)的密封罩進(jìn)行調(diào)節(jié)，保持罩內(nèi)壓力基本穩(wěn) 定，保證密封可靠性，保證取氣樣容易，否則密封罩內(nèi)溫度變化時(shí)密封罩內(nèi)可能產(chǎn)生負(fù) 壓，無(wú)法對(duì)罩內(nèi)氣體取樣。測(cè)試時(shí)，既可以利用試件加熱控溫裝置對(duì)試樣工件進(jìn)行加熱， 以保證密封氣氛的恒壓狀態(tài)，以測(cè)量升溫情況下，焊接工件析出擴(kuò)散氫的情況；也可以 利用循環(huán)氣泵和空氣冷卻器配合，實(shí)施降溫，以保證密封氣氛的恒壓狀態(tài)，以測(cè)量降溫 情況下，焊接工件析出擴(kuò)散氫的情況。


圖l是本實(shí)用新型固定型密封罩示意圖； 圖2是本實(shí)用新型伸縮型密封罩示意圖； 圖3是本實(shí)用新型導(dǎo)電基板結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本實(shí)用新型擴(kuò)散氫測(cè)試裝置示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。目前現(xiàn)有的氣相色譜法擴(kuò)散氫測(cè)試裝置只能測(cè)試小尺寸試樣，試樣尺寸一般必須小4于100xl0xl0mm，對(duì)于大尺寸試樣只能采取冷凍切割成小尺寸試樣進(jìn)行測(cè)試，切割過(guò)程 會(huì)造成擴(kuò)散氫損失，嚴(yán)重影響測(cè)試精度。本實(shí)用新型的一種利用氣相色譜測(cè)量擴(kuò)散氫的裝置，利用由導(dǎo)電基板和密封罩構(gòu)成 的密封裝置對(duì)焊接工件進(jìn)行密封，所述的密封罩通過(guò)設(shè)置在導(dǎo)電基板上的插槽7與導(dǎo)電 基板密封絕緣絕熱連接，密封罩的頂部設(shè)置有與循環(huán)氣泵密封連接的第一氣閥1和與氣 相色譜分析系統(tǒng)密封連接的第二氣閥2;所述插槽7和導(dǎo)電基板的邊緣之間設(shè)置有工件焊 接電纜固定位5，工件焊接電纜13通過(guò)工件焊接電纜固定位5與導(dǎo)電基板相連；所述基 板的中心附近對(duì)稱(chēng)設(shè)置有加熱電阻絲進(jìn)出口 11和試件支承部件10，加熱電阻絲15與加 熱電阻絲進(jìn)出口 11之間為絕熱絕緣密封連接，所述加熱電阻絲15和導(dǎo)電基板之間設(shè)置 有隔熱絕緣層16;所述試件支承部件10為導(dǎo)電部件，能夠?qū)⒐ぜ附与娎|的電信號(hào)傳到 焊接工件17;所述試件支承部件的一側(cè)設(shè)置有進(jìn)氣口 8，進(jìn)氣管18通過(guò)進(jìn)氣口8進(jìn)入密 封體系中，進(jìn)氣管與進(jìn)氣口之間為絕熱絕緣密封連接；所述試件支承部件的另一側(cè)設(shè)置 有熱電偶進(jìn)口9，熱電偶14與熱電偶進(jìn)口之間為絕緣絕熱密封連接；所述熱電偶和加熱 電阻絲組成試件加熱控溫裝置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)試件加熱溫度的控制。為使密封罩和導(dǎo)電基板的密封性更好，可以在本實(shí)用新型的插槽中設(shè)置高溫真空密封油。為使密封罩和導(dǎo)電基板的密封性進(jìn)一步提高，所述密封罩的底部設(shè)置有固定端4，所 述插槽7的外圍設(shè)置有緊固用孔6，緊固部件12通過(guò)緊固用孔6將帶有固定端4的密封 罩固定連接在導(dǎo)電基板的插槽7中。為避免密封氣氛的熱脹冷縮，保持密封罩內(nèi)壓力基本穩(wěn)定，所述密封罩的側(cè)壁設(shè)置 有可伸縮的波紋結(jié)構(gòu)3。為測(cè)量降溫情況下，焊接工件的擴(kuò)散氫，所述密封罩的第一氣閥與循環(huán)氣泵密封相 連，循環(huán)氣泵與空氣冷卻器密封相連。采用本實(shí)用新型的裝置，可以在不移動(dòng)焊接試樣的情況下，對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)散氫的測(cè)量。 首先，根據(jù)待焊接試樣的大小，加工與大小相適應(yīng)的導(dǎo)電基板和密封罩，其中導(dǎo)電基板 可以選用紫銅質(zhì)基板，密封罩可以采用鋁板，其中波紋結(jié)構(gòu)采用銅質(zhì)材料。然后，對(duì)兩 塊焊接試樣的兩個(gè)端點(diǎn)進(jìn)行預(yù)焊接，將焊接試樣固定在試件支承部件上，接通工件焊接 電纜，此時(shí)電信號(hào)可通過(guò)導(dǎo)電基板和試件支承部件傳到給試樣，施焊。第三，待焊接結(jié) 束后，立即利用密封罩將焊接試樣密封起來(lái)，利用氣相色譜對(duì)密封氣氛進(jìn)行釆樣分析。第一、恒溫下測(cè)試擴(kuò)散氫采用附圖1所示的密封罩與基板配合的方案，選用略大于試板尺寸密封罩尺寸。此 時(shí)基板上的焊接電纜位用高溫硅膠塞封閉。啟動(dòng)溫控系統(tǒng)控制密封罩內(nèi)溫度至設(shè)定值(或 室溫)。測(cè)氫試件施焊后迅速水冷至室溫，清理干凈后用冷風(fēng)機(jī)吹干，迅速放回試件支 承部件上，壓緊密封罩，通過(guò)循環(huán)氣泵充入氬氣。打開(kāi)取氣閥，進(jìn)行第一次取樣分析。5以后每隔一定時(shí)間對(duì)密封罩內(nèi)氣氛進(jìn)行取樣測(cè)定含氫量。第二、變溫條件下測(cè)試擴(kuò)散氫的擴(kuò)散氫測(cè)試方案采用附圖2所示的密封罩與基板配合的方案，選用略大于試板尺寸密封罩尺寸。此時(shí) 基板上的焊接電纜位用高溫硅膠塞封閉。施焊后，測(cè)氫試件施焊后迅速水冷至室溫，清理干凈后用冷風(fēng)機(jī)吹干，迅速放回試 件支承部件上，壓緊密封罩，通過(guò)循環(huán)氣泵充入氬氣。啟動(dòng)溫控系統(tǒng)控制密封罩內(nèi)溫度 至設(shè)定值，在體系溫度上升的過(guò)程中，每隔一定溫度范圍或者時(shí)間范圍，打開(kāi)取氣閥， 進(jìn)行一次取樣分析，以確定擴(kuò)散氫的逸出和溫度及時(shí)間的關(guān)系。施焊后，壓緊密封罩，通過(guò)循環(huán)氣泵充入氬氣，利用循環(huán)氣泵和空氣冷卻器配合， 實(shí)施降溫，通過(guò)測(cè)溫電偶控制密封氣氛的溫度，在體系溫度下降的過(guò)程中，每隔一定溫 度范圍或者時(shí)間范圍，打開(kāi)取氣閥，進(jìn)行一次取樣分析，以確定擴(kuò)散氫的逸出和溫度及 時(shí)間的關(guān)系。
權(quán)利要求1.一種利用氣相色譜測(cè)量擴(kuò)散氫的裝置，利用由導(dǎo)電基板和密封罩構(gòu)成的密封裝置對(duì)焊接工件進(jìn)行密封，其特征在于，所述的密封罩通過(guò)設(shè)置在導(dǎo)電基板上的插槽[7]與導(dǎo)電基板密封絕緣絕熱連接，密封罩的頂部設(shè)置有與循環(huán)氣泵密封連接的第一氣閥[1]和與氣相色譜分析系統(tǒng)密封連接的第二氣閥[2]；所述插槽[7]和導(dǎo)電基板的邊緣之間設(shè)置有工件焊接電纜固定位[5]，工件焊接電纜[13]通過(guò)工件焊接電纜固定位[5]與導(dǎo)電基板相連；所述基板的中心附近對(duì)稱(chēng)設(shè)置有加熱電阻絲進(jìn)出口[11]和試件支承部件[10]，加熱電阻絲[15]與加熱電阻絲進(jìn)出口[11]之間為絕熱絕緣密封連接，所述加熱電阻絲[15]和導(dǎo)電基板之間設(shè)置有絕熱絕緣層[16]；所述試件支承部件[10]為導(dǎo)電部件，能夠?qū)⒐ぜ附与娎|的電信號(hào)傳到焊接工件[17]；所述試件支承部件的一側(cè)設(shè)置有進(jìn)氣口[8]，進(jìn)氣管[18]通過(guò)進(jìn)氣口[8]進(jìn)入密封體系中，進(jìn)氣管與進(jìn)氣口之間為絕熱絕緣密封連接；所述試件支承部件的另一側(cè)設(shè)置有熱電偶進(jìn)口[9]，熱電偶[14]與熱電偶進(jìn)口之間為絕緣絕熱密封連接；所述熱電偶和加熱電阻絲組成試件加熱控溫裝置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)試件加熱溫度的控制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述的一種利用氣相色譜測(cè)量擴(kuò)散氫的裝置，其特征在于，所述插 槽[7]內(nèi)設(shè)置有高溫真空密封油。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的所述的一種利用氣相色譜測(cè)量擴(kuò)散氫的裝置，其特征在于，所 述密封罩的底部設(shè)置有固定端[4]，所述插槽[7]的外圍設(shè)置有緊固用孔[6]，緊固部件[12]通過(guò) 緊固用孔[6]將帶有固定端[4]的密封罩固定連接在導(dǎo)電基板的插槽[7]中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的所述的一種利用氣相色譜測(cè)量擴(kuò)散氫的裝置，其特征在于，所述密 封罩的側(cè)壁設(shè)置有可伸縮的波紋結(jié)構(gòu)[3]。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的所述的一種利用氣相色譜測(cè)量擴(kuò)散氫的裝置，其特征在于，所述密 封罩的第一氣閥與循環(huán)氣泵密封相連，循環(huán)氣泵與空氣冷卻器密封相連。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種利用氣相色譜測(cè)量擴(kuò)散氫的裝置，利用由導(dǎo)電基板和密封罩構(gòu)成的密封裝置對(duì)焊接工件進(jìn)行密封，密封罩的頂部設(shè)置有與循環(huán)氣泵連接的第一氣閥和與氣相色譜分析系統(tǒng)連接的第二氣閥，利用熱電偶和加熱電阻絲組成試件加熱控溫裝置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)試件加熱溫度的控制。采用發(fā)明的技術(shù)方案，在不移動(dòng)焊接試樣的情況下，對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)散氫的測(cè)量；利用波紋結(jié)構(gòu)可保持密封氣氛的氣壓保持一致，既可以在恒溫條件下進(jìn)行測(cè)量，也可以在變溫條件下進(jìn)行測(cè)試。
文檔編號(hào)G01K7/04GK201408182SQ20092009682
公開(kāi)日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月19日
發(fā)明者王惜寶 申請(qǐng)人:天津大學(xué)