专利名称：一种利用气相色谱测量扩散氢的装置的制作方法
技术领域：
一种利用气相色谱测量扩散氢的装置技术领域本发明涉及一种密封装置和测量系统，更具体地讲，涉及一种用于测量焊接工件中 扩散氢的密封装置和测量系统。
背景技术：
气相色谱法测定焊缝金属内部扩散氢含量是目前国际上刚开始执行的新标准，当含 有扩散氢的气体试样被载气带入色谱柱中运行时，气体组份就在其中的两相间进行反复 多次分配，由于固定相对气体中各组份的吸附或溶解能力不同，因此各组份在色谱柱中 的运行速度就不同，经过一定的柱长后，便彼此分离，按顺序离开色谱柱进入检测器， 产生的离子流讯号经放大后，在记录器上描绘出各组份的色谱峰，通过与标准纯氢气试 样的色谱峰对比，进行定量分析。但目前现有的气相色谱法扩散氢测试装置只能测试小 尺寸试样，试样尺寸一般必须小于100xl0xl0mm，对于大尺寸试样只能采取冷冻切割成 小尺寸试样进行测试，切割过程会造成扩散氢损失，严重影响测试精度。另外，现有测 试装置也无法测试不同温度下的试样中的扩散氢，因为试样加热过程中会导致密封室内 气氛的热胀冷縮，导致扩散氢外泄。实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，避免在测试中对大试样进行冷冻切割， 提供一种利用气相色谱测量扩散氢的装置。 *本实用新型的一种利用气相色谱测量扩散氢的装置，利用由导电基板和密封罩构成 的密封装置对焊接工件进行密封，所述的密封罩通过设置在导电基板上的插槽7与导电 基板密封绝缘绝热连接，密封罩的顶部设置有与循环气泵密封连接的第一气阀1和与气 相色谱分析系统密封连接的第二气阀2;所述插槽7和导电基板的边缘之间设置有工件焊 接电缆固定位5，工件焊接电缆13通过工件焊接电缆固定位5与导电基板相连；所述基 板的中心附近对称设置有加热电阻丝进出口 11和试件支承部件10，加热电阻丝15与加 热电阻丝进出口 11之间为绝热绝缘密封连接，所述加热电阻丝15和导电基板之间设置 有隔热绝缘层16;所述试件支承部件10为导电部件，能够将工件焊接电缆的电信号传到 焊接工件17;所述试件支承部件的一侧设置有进气口 8，进气管18通过进气口 8进入密 封体系中，进气管与进气口之间为绝热绝缘密封连接；所述试件支承部件的另一侧设置 有热电偶进口9，热电偶14与热电偶进口之间为绝缘绝热密封连接；所述热电偶和加热 电阻丝组成试件加热控温装置，以实现对试件加热温度的控制。为使密封罩和导电基板的密封性更好，可以在本实用新型的插槽中设置高温真空密 封油。为使密封罩和导电基板的密封性进一步提高，所述密封罩的底部设置有固定端4，所 述插槽7的外围设置有紧固用孔6，紧固部件12通过紧固用孔6将带有固定端4的密封 罩固定连接在导电基板的插槽7中。为避免密封气氛的热胀冷縮，保持密封罩内压力基本稳定，所述密封罩的侧壁设置 有可伸縮的波纹结构3。为测量降温情况下，焊接工件的扩散氢逸出情况，所述密封罩的第一气阀与循环气 泵密封相连，循环气泵与空气冷却器密封相连。由于大尺寸焊接试件质量较大，焊接热输入较大，还可能多层焊，焊接完成时温度 较高，冷却缓慢，移动困难，对其进行冷冻切割不仅不方便，而且还会对工件造成不利 的影响。采用本实用新型的装置，可以在不移动焊接试样的情况下，对其进行扩散氢的 测量。首先，根据待焊接试样的大小，加工与大小相适应的导电基板和密封罩，其中导 电基板可以选用紫铜质基板，密封罩可以采用铝板，其中波纹结构采用铜质材料。然后， 对两块焊接试样的两个端点进行预焊接，将焊接试样固定在试件支承部件上，接通工件 焊接电缆，此时信号通过导电基板和试件支承部件传到给试样，施焊。第三，待焊接结 束后，利用密封罩将焊接试样密封起來，利用气相色谱对密封气氛进行采样分析。在进 行恒温测试时，可利用循环气泵对密封气氛进行循环操作，待其气压稳定，气氛充分混 合后，进行取样测量。在进行变温测量时，可以选用具有伸縮波纹管结构的密封罩，此 时密封罩内压力变化可由具有伸縮的波纹结构的密封罩进行调节，保持罩内压力基本稳 定，保证密封可靠性，保证取气样容易，否则密封罩内温度变化时密封罩内可能产生负 压，无法对罩内气体取样。测试时，既可以利用试件加热控温装置对试样工件进行加热， 以保证密封气氛的恒压状态，以测量升温情况下，焊接工件析出扩散氢的情况；也可以 利用循环气泵和空气冷却器配合，实施降温，以保证密封气氛的恒压状态，以测量降温 情况下，焊接工件析出扩散氢的情况。


图l是本实用新型固定型密封罩示意图； 图2是本实用新型伸缩型密封罩示意图； 图3是本实用新型导电基板结构示意图； 图4是本实用新型扩散氢测试装置示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。目前现有的气相色谱法扩散氢测试装置只能测试小尺寸试样，试样尺寸一般必须小4于100xl0xl0mm，对于大尺寸试样只能采取冷冻切割成小尺寸试样进行测试，切割过程 会造成扩散氢损失，严重影响测试精度。本实用新型的一种利用气相色谱测量扩散氢的装置，利用由导电基板和密封罩构成 的密封装置对焊接工件进行密封，所述的密封罩通过设置在导电基板上的插槽7与导电 基板密封绝缘绝热连接，密封罩的顶部设置有与循环气泵密封连接的第一气阀1和与气 相色谱分析系统密封连接的第二气阀2;所述插槽7和导电基板的边缘之间设置有工件焊 接电缆固定位5，工件焊接电缆13通过工件焊接电缆固定位5与导电基板相连；所述基 板的中心附近对称设置有加热电阻丝进出口 11和试件支承部件10，加热电阻丝15与加 热电阻丝进出口 11之间为绝热绝缘密封连接，所述加热电阻丝15和导电基板之间设置 有隔热绝缘层16;所述试件支承部件10为导电部件，能够将工件焊接电缆的电信号传到 焊接工件17;所述试件支承部件的一侧设置有进气口 8，进气管18通过进气口8进入密 封体系中，进气管与进气口之间为绝热绝缘密封连接；所述试件支承部件的另一侧设置 有热电偶进口9，热电偶14与热电偶进口之间为绝缘绝热密封连接；所述热电偶和加热 电阻丝组成试件加热控温装置，以实现对试件加热温度的控制。为使密封罩和导电基板的密封性更好，可以在本实用新型的插槽中设置高温真空密封油。为使密封罩和导电基板的密封性进一步提高，所述密封罩的底部设置有固定端4，所 述插槽7的外围设置有紧固用孔6，紧固部件12通过紧固用孔6将带有固定端4的密封 罩固定连接在导电基板的插槽7中。为避免密封气氛的热胀冷縮，保持密封罩内压力基本稳定，所述密封罩的侧壁设置 有可伸縮的波纹结构3。为测量降温情况下，焊接工件的扩散氢，所述密封罩的第一气阀与循环气泵密封相 连，循环气泵与空气冷却器密封相连。采用本实用新型的装置，可以在不移动焊接试样的情况下，对其进行扩散氢的测量。 首先，根据待焊接试样的大小，加工与大小相适应的导电基板和密封罩，其中导电基板 可以选用紫铜质基板，密封罩可以采用铝板，其中波纹结构采用铜质材料。然后，对两 块焊接试样的两个端点进行预焊接，将焊接试样固定在试件支承部件上，接通工件焊接 电缆，此时电信号可通过导电基板和试件支承部件传到给试样，施焊。第三，待焊接结 束后，立即利用密封罩将焊接试样密封起来，利用气相色谱对密封气氛进行釆样分析。第一、恒温下测试扩散氢采用附图1所示的密封罩与基板配合的方案，选用略大于试板尺寸密封罩尺寸。此 时基板上的焊接电缆位用高温硅胶塞封闭。启动温控系统控制密封罩内温度至设定值(或 室温)。测氢试件施焊后迅速水冷至室温，清理干净后用冷风机吹干，迅速放回试件支 承部件上，压紧密封罩，通过循环气泵充入氩气。打开取气阀，进行第一次取样分析。5以后每隔一定时间对密封罩内气氛进行取样测定含氢量。第二、变温条件下测试扩散氢的扩散氢测试方案采用附图2所示的密封罩与基板配合的方案，选用略大于试板尺寸密封罩尺寸。此时 基板上的焊接电缆位用高温硅胶塞封闭。施焊后，测氢试件施焊后迅速水冷至室温，清理干净后用冷风机吹干，迅速放回试 件支承部件上，压紧密封罩，通过循环气泵充入氩气。启动温控系统控制密封罩内温度 至设定值，在体系温度上升的过程中，每隔一定温度范围或者时间范围，打开取气阀， 进行一次取样分析，以确定扩散氢的逸出和温度及时间的关系。施焊后，压紧密封罩，通过循环气泵充入氩气，利用循环气泵和空气冷却器配合， 实施降温，通过测温电偶控制密封气氛的温度，在体系温度下降的过程中，每隔一定温 度范围或者时间范围，打开取气阀，进行一次取样分析，以确定扩散氢的逸出和温度及 时间的关系。
权利要求1.一种利用气相色谱测量扩散氢的装置，利用由导电基板和密封罩构成的密封装置对焊接工件进行密封，其特征在于，所述的密封罩通过设置在导电基板上的插槽[7]与导电基板密封绝缘绝热连接，密封罩的顶部设置有与循环气泵密封连接的第一气阀[1]和与气相色谱分析系统密封连接的第二气阀[2]；所述插槽[7]和导电基板的边缘之间设置有工件焊接电缆固定位[5]，工件焊接电缆[13]通过工件焊接电缆固定位[5]与导电基板相连；所述基板的中心附近对称设置有加热电阻丝进出口[11]和试件支承部件[10]，加热电阻丝[15]与加热电阻丝进出口[11]之间为绝热绝缘密封连接，所述加热电阻丝[15]和导电基板之间设置有绝热绝缘层[16]；所述试件支承部件[10]为导电部件，能够将工件焊接电缆的电信号传到焊接工件[17]；所述试件支承部件的一侧设置有进气口[8]，进气管[18]通过进气口[8]进入密封体系中，进气管与进气口之间为绝热绝缘密封连接；所述试件支承部件的另一侧设置有热电偶进口[9]，热电偶[14]与热电偶进口之间为绝缘绝热密封连接；所述热电偶和加热电阻丝组成试件加热控温装置，以实现对试件加热温度的控制。
2. 根据权利要求1所述的所述的一种利用气相色谱测量扩散氢的装置，其特征在于，所述插 槽[7]内设置有高温真空密封油。
3. 根据权利要求1或2所述的所述的一种利用气相色谱测量扩散氢的装置，其特征在于，所 述密封罩的底部设置有固定端[4]，所述插槽[7]的外围设置有紧固用孔[6]，紧固部件[12]通过 紧固用孔[6]将带有固定端[4]的密封罩固定连接在导电基板的插槽[7]中。
4. 根据权利要求3所述的所述的一种利用气相色谱测量扩散氢的装置，其特征在于，所述密 封罩的侧壁设置有可伸縮的波纹结构[3]。
5. 根据权利要求4所述的所述的一种利用气相色谱测量扩散氢的装置，其特征在于，所述密 封罩的第一气阀与循环气泵密封相连，循环气泵与空气冷却器密封相连。
专利摘要本实用新型公开了一种利用气相色谱测量扩散氢的装置，利用由导电基板和密封罩构成的密封装置对焊接工件进行密封，密封罩的顶部设置有与循环气泵连接的第一气阀和与气相色谱分析系统连接的第二气阀，利用热电偶和加热电阻丝组成试件加热控温装置，以实现对试件加热温度的控制。采用发明的技术方案，在不移动焊接试样的情况下，对其进行扩散氢的测量；利用波纹结构可保持密封气氛的气压保持一致，既可以在恒温条件下进行测量，也可以在变温条件下进行测试。
文档编号G01K7/04GK201408182SQ20092009682
公开日2010年2月17日 申请日期2009年5月19日 优先权日2009年5月19日
发明者王惜宝 申请人:天津大学