BS 06693——焊接金属中扩散氢测定方法标准系列

💧 BS 6693 是英国标准学会（BSI）在焊接领域的重要标准系列，规定了焊接金属中扩散氢（diffusible hydrogen）的测定方法。扩散氢是导致高强度钢焊接冷裂纹（氢致延迟裂纹）的关键因素，因此准确测定熔敷金属中的扩散氢含量，对焊材评定、焊接工艺评定以及防止焊接冷裂纹具有直接意义。本系列由 BSI 焊接标准委员会（Welding Standards Committee）下属技术委员会 WEE/39 负责制定，并分别于不同年份发布各分部，部分分部与 ISO 3690 等国际标准密切相关。

一、系列概述与框架 📌

BS 6693 以”分部（Part）”的形式出版，各分部针对测定方法的不同侧面作出规定。本批次包含以下三个分部：

二、系列构成与技术要点 🔬

2.1 BS 6693-1：3天收集法（三天收集期）

BS 6693-1 最初作为 BS 639:1976 的附录 C 出版，后被 BS 5135 等其他英国标准引用。该方法规定了在3天（72小时）收集期内，对手工电弧焊（MMA）焊金属中释放的氢进行测定。其核心思想是：将焊制好的试验组件置于收集装置中，在规定的温度下收集逸出的气体，通过气体体积或压力变化换算为扩散氢含量，并以每 100 g 熔敷金属含氢的毫升数（mL/100g）表达。

该分部还给出了试样组装图（图1——氢采样用试验组件）和扩散氢收集装置示例图（图2），并明确了材料与装置、操作程序以及计算与结果表达的要求。标准强调，虽然该方法正逐渐被更完善的方法取代，但由于 BS 5135 中已积累了大量有用且被接受的数据，在过渡期内仍予保留。

2.2 BS 6693-3：主要测定方法（72小时测量）

BS 6693-3 是在第 1、2 分部基础上发展出的主要方法（primary method），适用于手工电弧焊铁素体钢焊金属中扩散氢的测定。它与 ISO 3690 的关系更为紧密，并特别为72 小时扩散氢测量作出规定。标准预计，当第 3 分部在相关标准中被充分引用并稳定应用后，第 1、2 分部将逐步撤回。

该分部内容包括：原理、再现性（reproducibility）、材料与装置、程序、结果计算与表达、以及仪器方法（Instrument methods）。由于仪器方法在速度上具有明显优势，标准专门设置了附录 C，说明如何将仪器方法与本分部给出的主要方法相关联。附录 A 给出了实验室试验的置信限，附录 B 规定了数据记录要求。

三、关键技术要求 ⚙️

• 试样制备：试验组件需在规定的焊接参数下焊制，保证熔敷金属具有代表性，并避免水分、油污等外来氢源污染。
• 收集装置：扩散氢收集装置（如”Y”形管）需在恒定温度下收集逸出气体，气体体积或压力的读取应满足测量精度要求。
• 测量周期：3天收集法以 72 小时为收集期；主要方法同样以 72 小时为准，确保缓慢扩散的氢被充分采集。
• 结果计算：以单位质量熔敷金属的含氢量表示，并考虑环境条件与空白修正，保证结果可比性。
• 再现性控制：通过实验室间试验建立置信限，监控方法稳定性。
• 安全与防护：涉及焊接与气体操作，应配备适当的通风与个人防护，防止氢与可燃气体积聚。

四、工程实践应用 🛠️

扩散氢数据是焊接工程中控制冷裂纹的重要输入。在实践中，扩散氢测定主要用于：

• 焊材评定：评价低氢焊条、药芯焊丝在交货状态下的扩散氢水平，区分”低氢型””超低氢型”等焊材等级。
• 焊接工艺评定：结合预热温度、层间温度、热输入等参数，验证所选工艺能否将扩散氢控制在安全水平。
• 冷裂纹风险评估：对高强度钢、厚壁结构，将扩散氢与碳当量、拘束度、冷却速度联合评估，确定是否需要预热与后热。
• 现场监控：在潮湿、低温或长弧焊等不利条件下，通过抽检扩散氢监控焊接质量稳定性。

五、常见问题解答 ❓