ISO 3690:2018
(Main)Welding and allied processes — Determination of hydrogen content in arc weld metal
Welding and allied processes — Determination of hydrogen content in arc weld metal
This document specifies the sampling and analytical procedure for the determination of diffusible hydrogen in martensitic, bainitic, and ferritic steel weld metal arising from the welding of such steels using arc welding processes with filler material. The techniques specified in this document include collection of diffusible hydrogen via displacement of mercury or collection into a headspace filled with an inert gas such as argon. The amount of hydrogen collected is determined by measuring the displaced volume in the former and by, for example, thermal conductivity in the latter. The temperature for collection of diffusible hydrogen is controlled to avoid thermal activation of non-diffusible hydrogen. NOTE Recommendations and restrictions in regard to older methods of measurement using glycerine are given in Annex B for any comparison work to these older methods.
Soudage et techniques connexes — Détermination de la teneur en hydrogène dans le métal fondu pour le soudage à l'arc
Le présent document spécifie le mode opératoire d'échantillonnage et d'analyse pour la détermination de l'hydrogène diffusible dans le métal fondu en acier martensitique, bainitique et ferritique résultant du soudage de ces aciers avec des procédés de soudage à l'arc avec métal d'apport. Les techniques spécifiées dans le présent document comprennent la collecte de l'hydrogène diffusible par déplacement de mercure ou la collecte dans un espace de tête rempli d'un gaz inerte, tel que l'argon. La quantité d'hydrogène collectée est déterminée en mesurant le volume déplacé pour la première technique et, par exemple, la conductivité thermique pour la seconde. La température de collecte de l'hydrogène diffusible est régulée afin d'éviter l'activation thermique de l'hydrogène non diffusible. NOTE Les recommandations et les restrictions concernant les anciennes méthodes de mesure utilisant la glycérine sont données à l'Annexe B pour tout travail de comparaison avec ces anciennes méthodes.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 3690
Fourth edition
2018-07
Welding and allied processes —
Determination of hydrogen content in
arc weld metal
Soudage et techniques connexes — Détermination de la teneur en
hydrogène dans le métal fondu pour le soudage à l'arc
Reference number
©
ISO 2018
© ISO 2018
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Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 1
5 Test procedures . 2
5.1 Production of weld specimens . 2
5.1.1 Summary . 2
5.1.2 Welding fixture . 2
5.1.3 Test piece assemblies . 3
5.1.4 Welding and test piece storage . 4
5.1.5 Recording of data . . . 5
5.2 Welding procedures for the production of weld specimens . 5
5.2.1 Summary . 5
5.2.2 Manual metal arc welding . 6
5.2.3 Submerged arc welding . 7
5.2.4 Tubular cored electrode with or without gas shield and wire electrode
with gas shield .10
5.3 Measurement of hydrogen in the test weld .12
5.3.1 General.12
5.3.2 Displacement of mercury method .12
5.3.3 Thermal conductivity detector method .14
5.3.4 Calibration .16
5.3.5 Linearity .17
5.3.6 Calculation and expression of results .17
5.3.7 Reporting of results .18
5.4 Measurement of total hydrogen content in the weld metal — Rapid methods .18
5.5 Rounding procedure.18
Annex A (informative) Recommendations and restrictions in regard to older methods of
measurement using mercury .20
Annex B (informative) Recommendations and restrictions in regard to older methods of
measurement using glycerine .21
Annex C (informative) Accuracy and reproducibility .22
Bibliography .23
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www. iso. org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www. iso.o rg/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
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This document was prepared by IIW, International Institute of Welding, Commission II.
Any feedback, question or request for official interpretation related to any aspect of this document
should be directed to IIW via your national standards body. A complete listing of these bodies can be
found at www. iso. org/members. html.
This fourth edition cancels and replaces the third edition (ISO 3690:2012), which has been technically
revised. The main changes compared to the previous edition are as follows:
— an additional specimen size D has been added;
— changes have been made in required diffusion times for high temperature tests, see 5.3.3.4, 5.3.4
and Table 5.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 3690:2018(E)
Welding and allied processes — Determination of
hydrogen content in arc weld metal
1 Scope
This document specifies the sampling and analytical procedure for the determination of diffusible
hydrogen in martensitic, bainitic, and ferritic steel weld metal arising from the welding of such steels
using arc welding processes with filler material.
The techniques specified in this document include collection of diffusible hydrogen via displacement of
mercury or collection into a headspace filled with an inert gas such as argon. The amount of hydrogen
collected is determined by measuring the displaced volume in the former and by, for example, thermal
conductivity in the latter.
The temperature for collection of diffusible hydrogen is controlled to avoid thermal activation of non-
diffusible hydrogen.
NOTE Recommendations and restrictions in regard to older methods of measurement using glycerine are
given in Annex B for any comparison work to these older methods.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 14175, Welding consumables — Gases and gas mixtures for fusion welding and allied processes
ISO/TR 17671-1, Welding — Recommendations for welding of metallic materials — Part 1: General
guidance for arc welding
ISO 80000-1:2009, Quantities and units — Part 1: General
3 Terms and definitions
No terms and definitions are listed in this document.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
4 Principle
Filler material is deposited on to a standard test coupon in a manner that ensures control of pertinent
variables to produce a representative specimen for analysis. Subsequent storage and handling of the
specimen is controlled to prevent premature loss of hydrogen. Finally, the specimen is transferred to
a gas collection apparatus (mercury method) or to a suitable vessel filled with an inert gas (thermal
conductivity method) and held for a period of time at a temperature sufficient to quantitatively release
the diffusible hydrogen into an evacuated gas burette or into the inert gas headspace, respectively. The
amount of hydrogen collected is determined by measuring the displaced volume (mercury method) or
by thermal conductivity. Finally, quantification of the mass of deposited metal or volume of fused weld
metal enables calculations of diffusible hydrogen in deposited metal, H , or diffusible hydrogen in fused
D
weld metal, H , to be made.
F
NOTE Annex C gives information on determination of accuracy of results when a method other than
displacement of mercury or thermal conductivity detection is used for diffusible hydrogen analysis.
5 Test procedures
5.1 Production of weld specimens
5.1.1 Summary
The welding consumable to be tested is used to deposit a single weld bead, which is rapidly quenched
and subsequently stored at −78 °C or lower until analysis. Cleaning and slag removal are performed on
the chilled specimen.
5.1.2 Welding fixture
An example of a suitable welding fixture to provide uniform test pieces for the welding processes
specified in 5.2 is shown in Figure 1. It is designed to hold the uniform test pieces securely in alignment
during welding and, in particular, to ensure that unclamping upon completion of welding can be carried
out in a single operation according to the conditions specified in 5.1.4 c). The surface temperature of the
fixture shall be between ambient and 25 °C above ambient at the start of each test weld. The fixture may
be water-cooled to decrease the cycle time. The temperature of the cooling water shall be controlled to
prevent condensation of water on the surface of the fixture between test welds.
For all welding processes, the test piece assembly is clamped in the welding fixture using annealed
copper foil as shown in Figure 1. The foil may be annealed repeatedly and quenched in water after each
annealing. Oxide scale after annealing is removed by pickling with dilute nitric acid (10 % by volume)
followed by washing with distilled water and drying.
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Dimensions in millimetres
Key
1 test piece assembly per Figure 2
2 water cooling jacket (if necessary)
3 lever clamp
4 copper foil inserts (1 mm × 15 mm minimum × 300 mm)
A copper
B carbon steel
Figure 1 — Example of a suitable welding fixture and test piece assembly for weld deposits
5.1.3 Test piece assemblies
The test piece assembly shall be prepared from plain carbon non rimming steel with a carbon content
of not more than 0,18 % by mass and a sulfur content of not more than 0,02 % by mass. The assembly
shall conform to the dimensions shown in Figure 2 and Table 1 for assembly A, assembly B, assembly
C, or assembly D with a tolerance of ±0,25 mm on all dimensions except the length of the run on and
run off pieces. The lengths shown in Figure 2 and Table 1 for the run on and the run off piece represent
minimum values.
All surfaces shall be finished at right angles to ensure good contact between adjacent pieces during the
welding operation. Each test piece assembly may be finished with one operation on a surface grinder so
as to ensure a uniform width, or closer dimensional control may be exercised to obtain proper clamping.
See 5.1.4 d) for evidence of proper clamping.
The centre test piece shall be numbered by engraving or stamping on the opposite side of that used for
welding. The entire test piece assembly shall be degassed at 650 °C ± 10 °C for 1 h and cooled in either
a dry inert gas atmosphere or a vacuum. Alternatively, the test piece assembly may be degassed and
cooled in air if the surface oxide layer is removed prior to testing. Degassed test piece assemblies shall
be stored in a desiccator or under other suitable conditions to prevent oxidation of the test pieces. After
numbering and removal of oxide, the mass, m , of each centre test piece shall be determined to the
nearest 0,1 g for assembly A or to the nearest 0,01 g for assembly B, assembly C, or assembly D.
Key
a run on piece of length l
a
b run off piece of length l
b
c centre test piece of length l
c
e test piece width
t test piece thickness
Figure 2 — Dimensions of the weld test assembly
Table 1 — Dimensions of the weld test assembly
Dimensions in millimetres
Test assembly l and l l e t
a b c
a
A ≥25 (50) 80 25 12
B ≥25 (50) 30 15 10
C ≥50 15 30 10
D ≥25 (50) 40 25 12
l ≥ 25 mm and l ≥ 25 mm: manual metal arc welding
a b
l ≥ 50 mm and l ≥ 50 mm: other welding processes
a b
a
Identical to the specimen geometry according to AWS A4.3-93.
5.1.4 Welding and test piece storage
The temperature of the welding fixture before each weld is made shall be ambient or not more than
25 °C above ambient. If difficulty is caused by condensation of water on the fixture and test piece
assembly, it is necessary to use cooling water thermostatically controlled to ambient temperature or as
much as 25 °C higher. Using the welding process as specified in 5.2, and parameters appropriate to the
type of investigation, a single weld bead shall be made on the test piece assembly that is clamped in the
welding fixture as shown in Figure 1.
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The test piece assembly shall be cleaned in acetone prior to being clamped into the welding fixture.
Copper foil strips, as shown in Figure 1, shall be used to facilitate thermal transfer and prevent erosion
of the fixture.
The welding procedure is specified in steps a) to f):
a) Welding shall be initiated on the run on piece at a point sufficiently distant from the centre test piece
such that a stable arc and a stable deposit shape are achieved before reaching the centre test piece.
b) Welding shall be terminated when the trailing edge of the crater is on the run off piece but shall not
exceed a distance of 25 mm from the centre test piece.
c) After extinction of the arc, the clamp shall be released and the test piece assembly removed and
immersed at 4 s ± 1 s in an ice water bath. The test piece assembly shall be vigorously agitated
or stirred in the ice water bath. After 20 s ± 2 s, the test piece assembly shall be transferred as
quickly as possible and completely immersed in a low temperature bath containing, for example,
methanol and solid carbon dioxide, denatured alcohol and solid carbon dioxide or liquid nitrogen.
After removal of the specimen from the ice water, ice shall still be present in the bath.
d) After a minimum of 2 min, the test assembly may be removed from the low temperature bath for
cleaning and inspection. All slag and welding fume residue shall be removed by steel wire brushing.
The run on and run off pieces shall be broken off from the centre test piece. The underside of this
piece shall be examined to assess the uniformity and extent of heat tinting. Properly aligned and
clamped test assemblies shall show parallel and uniform heat tinting of the underside of the centre
test piece. Dark oxidation shall not extend to the edges of the underside of the centre test piece. If
this entire operation is not completed within 60 s, the centre test piece shall be returned to the low
temperature bath for a minimum of 2 min before completing these steps.
e) Centre test pieces may be stored at −78 °C or lower in a methanol and solid carbon dioxide or
denatured alcohol and solid carbon dioxide bath for a period of up to 72 h or at −196 °C in liquid
nitrogen for a period of up to 21 days before analysis.
f) For purposes of classifying welding consumables, during welding of the test assembly, the ambient
absolute humidity shall be at least 3 g of water vapour per 1 000 g of dry air. (This corresponds to
20 °C and 20 % relative humidity.) When the relative humidity, measured using a sling hygrometer
or other calibrated device, equals or exceeds this condition, the test shall be acceptable as
demonstrating compliance with the requirements of this document provided the actual test results
satisfy the diffusible hydrogen requirements of the applicable consumable classification standard.
(The measurement of relative humidity can be easily converted to absolute humidity and reported
as such.)
5.1.5 Recording of data
All relevant welding data, as shown on the data sheets, shall be recorded on the appropriate weld data
sheet. Reference should be made to the suggested report forms for each welding process data sheet (see
Tables 2, 3, and 4). Ambient conditions of temperature and humidity at the time of welding shall also be
recorded and absolute humidity reported with the analytical results.
5.2 Welding procedures for the production of weld specimens
5.2.1 Summary
The operating parameters of the welding process under investigation shall be defined to produce a
single weld bead on a test piece assembly as specified in 5.1. See 5.2.2 to 5.2.4 for specifications of the
procedures for different welding processes.
5.2.2 Manual metal arc welding
5.2.2.1 Electrodes
The covered electrode to be tested shall be used in one of the ways a) or b).
a) For purposes of classification, the electrode and the method of deposition of the weld shall be as
specified in the standard with which the electrode complies.
b) For purposes of investigation, the electrode and welding parameters shall be those given in the
specific welding procedure. If no procedure has been given, then a current that is 90 % of the
maximum suggested by the manufacturer shall be used.
When a pre-drying treatment is required, the time and temperature specified by the consumable
manufacturer shall be used. If a range is given by the manufacturer, e.g. 300 °C to 350 °C, then the
average shall be used and reported.
Electrodes with cracked or broken coatings shall not be used. Electrodes to be tested in the as received
condition shall be taken from a freshly opened undamaged package. During any drying treatment, the
electrodes shall not touch each other or the side of the oven. During any drying operation, a calibrated
oven shall be used and the electrodes shall spend the full specified time at the drying temperature.
Only electrodes under test shall be placed in the oven during this time. When the drying operation is
complete, the electrode shall be cooled to ambient temperature in a container, e.g. a dried borosilicate
glass tube sealed with a rubber bung. The electrode shall be used as soon as possible after it reaches
ambient temperature, but not more than 1 h after removal from the oven unless securely sealed. Any
electrodes removed from the drying oven and not then used shall not be re-dried and subsequently
used for the test.
When electrodes are to be tested in the as received condition from a hermetically sealed container,
the electrodes shall be protected from moisture pickup once the seal is broken, until each can be
welded. Some sealed containers are re-sealable. In such a case, each test electrode can be withdrawn
individually and the container resealed while the withdrawn electrode is welded. If the container is
not re-sealable, then all of the test electrodes shall be withdrawn when the seal is broken, and each
electrode shall be individually placed in a dried borosilicate glass tube sealed with a rubber bung until
the electrode is to be used for test.
5.2.2.2 Making the test welds
A copper fixture, such as that shown in Figure 1, shall be used for the alignment and clamping of the
test piece assembly. The fixture may incorporate water cooling channels in order to achieve a faster
throughput of test pieces. Either test piece assembly A, assembly B, or assembly D may be used.
If the classification standard is silent on this matter, the following shall apply. The classification of
covered electrodes is carried out using 4 mm diameter electrodes. In this case, the welding current shall
be 15 A less than the maximum or 90 % of the maximum stated by the manufacturer, being maintained
within a tolerance of ±10 A. For an electrode with a diameter of 4 mm, the speed of welding shall be
adjusted to produce an 8 g minimum weld deposit on the centre test piece of assembly A, a 3 g minimum
weld deposit on the centre test piece of assembly B, or a 4 g minimum weld deposit on the centre test
piece of assembly D, which is usually accomplished with an electrode consumption of between 1,2 cm
and 1,3 cm per centimetre of weld. Record welding parameters and calculate heat input in accordance
with ISO/TR 17671-1. For all consumable diameters other than the 4 mm specified above, the weld
deposit sample mass shall be representative of good welding practice and appropriate for the diameter
and process applied; no minimum weld deposit sample mass is specified.
Three or more test welds shall be made on three or more test piece assemblies using a new electrode for
each weld. The deposit shall be made, without weaving, along the centre line of the test piece assembly,
as shown in Figure 1. The lengths of the run on and the run off pieces shall be 25 mm minimum. No
burning off prior to testing shall be allowed. The run on deposit length shall not exceed 25 mm. The
time spent in deposition shall be noted. Welding shall be terminated when the trailing edge of the crater
is on the run off piece, but shall not exceed a distance of 25 mm from the centre test piece.
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The method of using the welding fixture is specified in 5.1.4. When welding is completed, the weld
specimen shall be quenched and stored as specified in 5.1.4, after which it shall be cleaned and analysed
for hydrogen content as specified in 5.3.
At the time of welding, due to the influence of atmospheric moisture on the test results, for purposes of
classifying covered electrodes, the arc length shall be maintained as short as possible consistent with
maintaining a steady arc. For all purposes, the details listed in 5.2.2.3 shall be recorded.
5.2.2.3 Recording of welding data and results report form
The report sheet given in Table 2 provides full details of all the test variables that pertain to the test
results.
5.2.3 Submerged arc welding
5.2.3.1 Electrode wire
The consumable solid or cored wire to be tested shall be used in one of the ways a) or b).
a) For purposes of classification, the welding parameters shall be the same as those used in the
preparation of the all weld metal test assembly for mechanical property determination using
4 mm electrode wire, with travel speed adjusted to provide a deposit mass on the centre test
piece of 8 g minimum (assembly A), 3 g minimum for the smaller centre test piece (assembly C),
or 4 g minimum for the smaller centre test piece (assembly D), unless otherwise specified in the
classification document. Test piece assembly B is not acceptable for submerged arc welds. For all
consumable diameters other than the 4 mm specified above, the weld deposit sample mass shall be
representative of good welding practice and appropriate for the diameter and process applied; no
minimum weld deposit sample mass is specified.
b) For purposes of investigation, the electrode wire and welding parameters shall be those given in
the specific welding procedure. The use of a solid wire that has been degassed in a vacuum or inert
gas at 650 °C for 1 h facilitates the investigation of the effect of welding parameters, and type of
flux and its drying procedure, upon the hydrogen content of the weld.
The arc energy for making the weld is restricted to a maximum of 3 kJ/mm.
5.2.3.2 Flux
When drying is required, the flux shall be dried in one of the ways a) or b).
a) For purposes of classification, drying shall be done in accordance with the requirements of the
standard with which the flux complies. Any preconditioning or drying of the flux shall be reported
when an “H” designator is affixed to the flux classification.
b) For purposes of investigation, drying shall be done in accordance with the appropriate
recommendations.
Approximately 1 kg of flux is required for three welds. Drying shall be done in an open container placed
in a calibrated drying oven set at the correct temperature. Flux depth should be limited in order to
ensure that the entire mass of flux reaches the required temperature.
The flux shall spend the full specified time at the drying temperature and no other item(s) shall be
placed in the oven during this time. When the drying treatment is complete, the flux shall be cooled to
ambient temperature and used immediately. Alternatively, the flux shall be cooled in a sealed container
and stored until required for use. Used flux shall not be recycled.
Table 2 — Report form (diffusible hydrogen, manual metal arc)
Investigating laboratory: Date:
Investigator's name:
Brand name & electrode maker: Batch No.:
Type of electrode: Electrode designation:
Diameter of electrode (mm): Overall length of electrode (mm):
Drying treatment:____ °C for ____ h
Electrode polarity (d.c. +ve, d.c. −ve or a.c.):
Relative humidity ____ % and temperature ____ °C at the welding station during welding
Hydrogen extraction temperature: ____ °C
Hydrogen extraction time: ____ days ____ h ____ min
Type of test piece assembly (A or B or D):
Number of test piece: 1 2 3
Voltage, V; a.c. or d.c.:
Current, A:
Welding time, s:
Weld length, mm:
Heat input, kJ/mm:
Electrode length used, mm:
Run-on length, mm:
Mass of deposited metal on test piece, g:
Test piece to crater distance, mm:
Diffusible hydrogen
1 2 3 Average
a) H , ml/100 g of deposited metal:
D
b) H , ppm of fused metal:
F
Other test details not included above:
5.2.3.3 Making the test welds
A copper fixture, such as that shown in Figure 1, shall be used for the alignment and clamping of the
test piece assembly. The fixture may incorporate water cooling channels in order to achieve a faster
throughput of test pieces. Either test piece assembly A, assembly C, or assembly D may be used.
The centre piece remains the same size as specified in 5.1.3, but is aligned with longer run on and
run off pieces of 50 mm minimum. The preparation, degassing, and use of the test piece assembly are
specified in 5.1.3. The flux is kept at a predetermined constant depth of 25 mm or as recommended by
the manufacturer. One method of controlling flux depth is by levelling off along the top of the copper
foil inserts shown in Figure 3. T
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 3690
Quatrième édition
2018-07
Soudage et techniques connexes —
Détermination de la teneur en
hydrogène dans le métal fondu pour le
soudage à l'arc
Welding and allied processes — Determination of hydrogen content in
arc weld metal
Numéro de référence
©
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être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe . 1
5 Modes opératoires d'essai . 2
5.1 Fabrication des éprouvettes de soudure . 2
5.1.1 Résumé . 2
5.1.2 Montage de soudage . 2
5.1.3 Assemblages d'essai . 3
5.1.4 Soudage et stockage des pièces d'essai . 4
5.1.5 Enregistrement des données . 5
5.2 Modes opératoires de soudage pour la réalisation d'éprouvettes de soudure . 5
5.2.1 Résumé . 5
5.2.2 Soudage manuel à l'arc avec électrode enrobée . 6
5.2.3 Soudage à l'arc sous flux . 7
5.2.4 Soudage à l'arc avec fil fourré avec ou sans gaz de protection et soudage à
l'arc avec électrode fusible sous protection gazeuse .10
5.3 Mesurage de l'hydrogène dans la soudure d'essai .12
5.3.1 Généralité .12
5.3.2 Méthode par déplacement de mercure .13
5.3.3 Méthode du détecteur à conductivité thermique (DCT) .15
5.3.4 Étalonnage .17
5.3.5 Linéarité .17
5.3.6 Calcul et expression des résultats .18
5.3.7 Compte-rendu des résultats .19
5.4 Mesurage de la teneur en hydrogène total dans le métal fondu — Méthodes rapides.19
5.5 Règles d'arrondissage .19
Annexe A (informative) Recommandations et limitations concernant les anciennes
méthodes de mesure utilisant du mercure .21
Annexe B (informative) Recommandations et limitations concernant les anciennes
méthodes de mesure utilisant de la glycérine .22
Annexe C (informative) Exactitude et reproductibilité .23
Bibliographie .25
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
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l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/iso/fr/avant -propos .html.
L’ISO 3690 a été élaboré par l’IIW, Institut International de la Soudure, Commission II
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’IIW par le biais de l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive
desdits organismes se trouve à l’adresse www .iso .org/fr/members .html.
Cette quatrième édition annule et remplace la troisième édition (ISO 3690:2012), qui a fait l'objet d'une
révision technique
Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:
— un échantillon supplémentaire de dimension D a été ajouté;
— des modifications ont été apportées aux temps de diffusion requis pour les essais à haute température,
voir 5.3.3.4, 5.3.4 et Tableau 5.
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NORME INTERNATIONALE ISO 3690:2018(F)
Soudage et techniques connexes — Détermination de
la teneur en hydrogène dans le métal fondu pour le
soudage à l'arc
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie le mode opératoire d'échantillonnage et d'analyse pour la détermination
de l'hydrogène diffusible dans le métal fondu en acier martensitique, bainitique et ferritique résultant
du soudage de ces aciers avec des procédés de soudage à l'arc avec métal d'apport.
Les techniques spécifiées dans le présent document comprennent la collecte de l'hydrogène diffusible
par déplacement de mercure ou la collecte dans un espace de tête rempli d'un gaz inerte, tel que l'argon.
La quantité d'hydrogène collectée est déterminée en mesurant le volume déplacé pour la première
technique et, par exemple, la conductivité thermique pour la seconde.
La température de collecte de l'hydrogène diffusible est régulée afin d'éviter l'activation thermique de
l'hydrogène non diffusible.
NOTE Les recommandations et les restrictions concernant les anciennes méthodes de mesure utilisant la
glycérine sont données à l'Annexe B pour tout travail de comparaison avec ces anciennes méthodes.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de façon normative dans le présent document
et sont indispensables à son application. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 14175, Produits consommables pour le soudage — Gaz et mélanges gazeux pour le soudage par fusion
et les techniques connexes
ISO/TR 17671-1, Soudage — Recommandations pour le soudage des matériaux métalliques — Partie 1:
Lignes directrices générales pour le soudage à l'arc
ISO 80000-1:2009, Grandeurs et unités — Partie 1: Généralités
3 Termes et définitions
Aucun terme n'est défini dans le présent document.
L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l'adresse https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: disponible à l'adresse http: //www .electropedia .org/
4 Principe
Le produit d'apport est déposé sur un coupon témoin normalisé de manière à pouvoir contrôler les
variables pertinentes permettant de produire une éprouvette représentative pour l'analyse. Le stockage
et la manutention ultérieurs de l'éprouvette sont contrôlés afin d'éviter toute perte prématurée
d'hydrogène. Ensuite, l'éprouvette est transférée dans un appareillage de collecte du gaz (méthode
au mercure) ou dans un récipient adapté rempli de gaz inerte (méthode par conductivité thermique)
et maintenue pendant une durée donnée à une température suffisante pour libérer quantitativement
l'hydrogène diffusible dans une burette à gaz ou, respectivement, dans l'espace de tête contenant un
gaz inerte. La quantité d'hydrogène collectée est déterminée en mesurant le volume déplacé (méthode
au mercure) ou la conductivité thermique. Enfin, la quantification de la masse de métal déposé ou du
volume de métal fondu permet de calculer la quantité d'hydrogène diffusible dans le métal déposé, H ,
D
ou la quantité d'hydrogène diffusible dans le métal fondu, H .
F
NOTE L'Annexe C donne des informations sur la détermination de l'exactitude des résultats lorsqu'une
méthode autre que le déplacement du mercure ou la détection de la conductivité thermique est utilisée pour
l'analyse de l'hydrogène diffusible.
5 Modes opératoires d'essai
5.1 Fabrication des éprouvettes de soudure
5.1.1 Résumé
Le produit consommable pour le soudage soumis à essai est utilisé pour déposer un cordon de soudure
unique qui est trempé rapidement et ensuite stocké à une température de − 78 °C ou inférieure, jusqu'à
l'analyse. Le nettoyage et l'extraction du laitier sont réalisés sur l'éprouvette refroidie.
5.1.2 Montage de soudage
La Figure 1 montre un exemple de montage de soudage adapté, permettant de produire des pièces d'essai
uniformes pour les procédés de soudage spécifiés en 5.2. Il est conçu pour maintenir les pièces d'essai
uniformes bien alignées pendant le soudage et pour permettre en particulier de les extraire du montage
après le soudage en une seule opération selon les conditions spécifiées en 5.1.4 c). La température de
surface du montage doit être comprise entre la température ambiante et une température au plus
supérieure de 25 °C à la température ambiante au début de chaque soudure d'essai. Le montage peut
être refroidi par eau pour réduire la durée du cycle. La température de l'eau de refroidissement doit
être régulée afin d'empêcher la condensation de l'eau à la surface du montage entre les soudures d'essai.
Pour tous les procédés de soudage, l'assemblage d'essai est bridé dans le montage de soudage par un
feuillard de cuivre recuit, comme illustré à la Figure 1. Le feuillard peut être recuit plusieurs fois et
trempé dans l'eau après chaque opération de recuit. La couche d'oxydes issue du recuit est éliminée
par décapage avec de l'acide nitrique dilué (10 % en volume) suivi d'un rinçage à l'eau distillée et d'un
séchage.
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Dimensions en millimètres
Légende
1 assemblage d'essai selon la Figure 2
2 refroidissement par eau (si nécessaire)
3 levier de bridage
4 feuillards de cuivre insérés (1 mm × 15 mm min. × 300 mm)
A cuivre
B acier au carbone
Figure 1 — Exemple de montage de soudage et d'assemblage d'essai adaptés
pour des dépôts soudés
5.1.3 Assemblages d'essai
L'assemblage d'essai doit être préparé avec un acier au carbone ordinaire non effervescent ayant
une teneur en carbone inférieure à 0,18 % en fraction massique et une teneur en soufre inférieure à
0,02 % en fraction massique. L'assemblage doit être conforme aux dimensions données à la Figure 2 et
au Tableau 1 pour l'assemblage A, l'assemblage B ou l'assemblage C, avec une tolérance de ± 0,25 mm
sur toutes les dimensions, à l'exception des longueurs des appendices de début et de fin de pièce. Les
longueurs des appendices de début et de fin de pièce illustrées à la Figure 2 représentent des valeurs
minimales.
Toutes les surfaces doivent se rejoindre à angle droit pour assurer un bon contact avec les pièces
adjacentes pendant l'opération de soudage. Chaque assemblage d'essai peut être fini par une rectification
des surfaces pour obtenir une largeur uniforme, ou bien une maîtrise plus sévère des dimensions peut
être adoptée pour obtenir un bridage correct. Voir en 5.1.4 d) la manière de réaliser un bridage correct.
La partie centrale de la pièce d'essai doit être numérotée par gravure ou par poinçonnage du côté opposé
à celui utilisé pour le soudage. L'assemblage d'essai complet doit être dégazé à 650 °C ± 10 °C pendant 1 h
et refroidi sous atmosphère de gaz inerte sec ou sous vide. Sinon, l'assemblage d'essai peut être dégazé
et refroidi à l'air si la couche superficielle d'oxydes est éliminée avant les essais. Les assemblages d'essai
dégazés doivent être stockés dans un dessiccateur ou dans des conditions permettant d'empêcher
l'oxydation des pièces d'essai. Après la numérotation et l'élimination des oxydes, la masse, m , de chaque
partie centrale de la pièce d'essai doit être déterminée à 0,1 g près pour l'assemblage A ou à 0,01 g près
pour les assemblages B, C ou D.
Légende
a appendice de début de la pièce d'essai de longueur l
a
b appendice de fin de la pièce d'essai de longueur l
b
c partie centrale de la pièce d'essai de longueur l
c
e largeur de la pièce d'essai
t épaisseur de la pièce d'essai
Figure 2 — Dimensions de l'assemblage d'essai de soudage
Tableau 1 — Dimensions de l'assemblage d'essai de soudage
Dimensions en millimètres
Assemblage d'essai l et l l e t
a b c
a
A ≥25 (50) 80 25 12
B ≥25 (50) 30 15 10
C ≥50 15 30 10
D ≥25 (50) 40 25 12
l ≥ 25 et l ≥ 25 mm: soudage manuel à l'arc avec électrode enrobée
a b
l ≥ 50 mm et l ≥ 50 mm: autres procédés de soudage
a b
a [5]
Comparable à la géométrie d'éprouvette selon l'AWS A4.3-93 .
5.1.4 Soudage et stockage des pièces d'essai
La température du montage de soudage avant chaque opération de soudage doit être la température
ambiante ou une température au plus supérieure de 25 °C à la température ambiante. Si des difficultés
sont dues à la condensation d'eau sur le montage ou sur l'assemblage d'essai, il est nécessaire d'utiliser
de l'eau de refroidissement régulée par thermostat à la température ambiante ou à une température au
plus supérieure de 25 °C à la température ambiante. Au moyen du procédé de soudage défini en 5.2, et
des paramètres appropriés pour le type d'investigation, un cordon de soudure unique doit être effectué
sur l'assemblage d'essai qui est bridé dans le montage de soudage comme illustré à la Figure 1.
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L'assemblage d'essai doit être nettoyé à l'acétone avant son bridage dans le montage de soudage.
Des feuillards de cuivre, tels qu'illustrés à la Figure 1, doivent être utilisés pour faciliter le transfert
thermique et empêcher l'érosion du montage.
La procédure de soudage est spécifiée dans les étapes a) à f).
a) Le soudage doit être commencé sur l'appendice de début de pièce à un point suffisamment éloigné
de la partie centrale de la pièce d'essai pour qu'un arc et une forme de dépôt stables soient obtenus
avant d'atteindre cette partie.
b) Le soudage doit s'arrêter lorsque le bord fuyant du cratère se trouve sur l'appendice de fin mais ne
doit pas être éloigné de plus de 25 mm de la partie centrale de la pièce d'essai.
c) L’assemblage d’essai doit être débridé et immergé dans un bain d’eau glacée dans les 4 s ± 1 s
suivant l’extinction de l’arc électrique. Au bout de 20 s ± 2 s, l'assemblage d'essai doit être transféré
et entièrement immergé dans un bain à basse température, par exemple de méthanol/dioxyde de
carbone solide, d'alcool dénaturé/dioxyde de carbone solide ou d'azote liquide. Après le retrait de
l'éprouvette de l'eau glacée, il doit rester de la glace dans le bain.
d) Au bout d'au moins 2 min, l'assemblage d'essai peut être retiré du bain à basse température pour le
nettoyage et l'inspection. Tout le laitier et les résidus de fumées de soudage doivent être éliminés
en employant une brosse en acier. Les appendices de début et de fin doivent être détachés de la
partie centrale de la pièce d'essai. La face inférieure de cette pièce doit être examinée pour estimer
l'uniformité et l'étendue de la coloration due à la chaleur. Les montages d'essai correctement
alignés et bridés doivent présenter une coloration due à la chaleur parallèle et uniforme sur la
face inférieure de la partie centrale de la pièce d'essai. L'oxydation de couleur sombre ne doit pas
s'étendre jusqu'aux bords de la face inférieure de la partie centrale de la pièce d'essai. Si cette
opération complète dure plus de 60 s, la partie centrale de la pièce d'essai doit être replacée dans le
bain à basse température pendant au moins 2 min avant de terminer ces étapes.
e) Les parties centrales des pièces d'essai peuvent être stockées avant analyse à −78 °C ou à une
température plus basse dans un bain de méthanol/dioxyde de carbone solide ou d'alcool dénaturé/
dioxyde de carbone solide pour une durée maximale de 72 h ou à −196 °C dans de l'azote liquide
pendant 21 jours au maximum.
f) Dans un but de classification des produits consommables pour le soudage, l'humidité ambiante
absolue doit être au moins de 3 g de vapeur d'eau pour 1 000 g d'air sec pendant le soudage de
l'assemblage d'essai. (Cela correspond à 20 °C et 20 % d'humidité relative.) Si l'humidité relative,
mesurée en utilisant un psychromètre portatif ou un autre dispositif étalonné, est égale ou dépasse
cette condition, l'essai doit être considéré comme satisfaisant aux exigences du présent document
à condition que les résultats réels de l'essai satisfassent les exigences de teneur en hydrogène
diffusible de la norme de classification de produit consommable applicable. (La mesure de l'humidité
relative peut être facilement convertie en humidité absolue et consignée en tant que telle.)
5.1.5 Enregistrement des données
Toutes les informations pertinentes relatives au soudage doivent être notées sur la fiche de données de
soudage appropriée. Il convient de se référer aux fiches de compte-rendu proposées pour chaque fiche
de données se rapportant à un procédé de soudage (voir les Tableaux 2, 3 et 4). Les conditions ambiantes
de température et d'humidité présentes au moment du soudage doivent également être enregistrées et
l'humidité absolue consignée avec les résultats de l'analyse.
5.2 Modes opératoires de soudage pour la réalisation d'éprouvettes de soudure
5.2.1 Résumé
Les paramètres du procédé de soudage étudié doivent être définis de façon à permettre la réalisation
d'un cordon de soudure unique sur l'assemblage d'essai tel que spécifié en 5.1. Voir 5.2.2 à 5.2.4 pour les
spécifications des modes opératoires correspondant aux différents procédés de soudage.
5.2.2 Soudage manuel à l'arc avec électrode enrobée
5.2.2.1 Électrodes
L'électrode enrobée soumise à essai doit être utilisée de l'une des manières a) ou b) suivantes.
a) Dans un but de classification, l'électrode et la méthode de dépôt de la soudure doivent être telles
que spécifiées dans la norme applicable à l'électrode.
b) Pour les besoins de l'investigation, l'électrode et les paramètres de soudage doivent être tels que
donnés dans le mode opératoire de soudage spécifique. Si aucun mode opératoire n'a été mentionné,
utiliser alors une intensité qui représente 90 % de l'intensité maximale préconisée par le fabricant.
Lorsqu'un traitement d'étuvage préalable est requis, la durée et la température spécifiées par le
fabricant de produits consommables doivent être utilisées. Si le fabricant propose une plage, par
exemple 300 °C à 350 °C, la valeur moyenne doit être utilisée et consignée.
Les électrodes dont l'enrobage est fissuré ou cassé ne doivent pas être utilisées. Les électrodes devant
être soumises à essai dans l'état de livraison doivent être prélevées dans un paquet non endommagé et
ouvert récemment. Durant tout traitement d'étuvage, les électrodes ne doivent pas se toucher ni être en
contact avec la paroi de l'étuve. Durant toute opération d'étuvage, une étuve étalonnée doit être utilisée
et les électrodes doivent passer la totalité du temps spécifié à la température d'étuvage. Seules les
électrodes soumises à essai doivent être placées dans l'étuve pendant cette période. Lorsque l'opération
d'étuvage est terminée, l'électrode doit être refroidie à la température ambiante dans un récipient, par
exemple, un tube sec en verre borosilicaté, fermé avec un bouchon en caoutchouc. L'électrode doit être
utilisée dès que possible après avoir atteint la température ambiante, sans attendre plus de 1 h après
la sortie de l'étuve, sauf en cas de fermeture étanche. Toute électrode retirée de l'étuve et non utilisée
immédiatement ne doit pas être à nouveau étuvée puis soumise à essai.
Lorsque les électrodes, conditionnées dans un emballage étanche, doivent être soumises à essai dans
les conditions de réception, elles doivent être protégées de la reprise d'humidité une fois l'étanchéité
rompue, jusqu'à ce que chacune soit utilisée. Certains de ces conditionnements étanches sont
réutilisables. Dans ce cas, chaque électrode soumise à essai peut être prélevée individuellement et le
conditionnement refermé pendant que l'électrode prélevée est utilisée. Si le conditionnement n'est pas
réutilisable, alors toutes les électrodes soumises à essai doivent être prélevées une fois l'étanchéité
rompue, et chaque électrode doit être placée individuellement dans un tube sec en verre borosilicaté,
fermé avec un bouchon en caoutchouc, jusqu'à ce que l'électrode soit soumise à essai.
5.2.2.2 Exécution des soudures d'essai
Un montage en cuivre, tel que représenté à la Figure 1, doit être utilisé pour l'alignement et le bridage
de l'assemblage d'essai. Le montage peut intégrer des canaux de refroidissement par circulation d'eau
de manière à permettre une obtention plus rapide des pièces d'essai. L'assemblage d'essai A ou B peut
être utilisé.
Si la norme de classification ne les mentionne pas, les conditions suivantes doivent être appliquées. La
classification des électrodes enrobées est réalisée au moyen d'électrodes de 4 mm de diamètre. Dans
ce cas, l'intensité de soudage doit être inférieure de 15 A à l'intensité maximale ou égale à 90 % de
l'intensité maximale préconisée par le fabricant, et maintenue avec une tolérance de ±10 A. Pour une
électrode ayant un diamètre de 4 mm, la vitesse de soudage doit être ajustée de manière à produire
un dépôt soudé de 8 g minimum sur la partie centrale de la pièce d'essai A ou un dépôt soudé de 3 g
minimum sur la partie centrale de la pièce d'essai B, ce qui est généralement obtenu par la fusion d'une
électrode à raison de 1,2 cm à 1,3 cm par centimètre de soudure. Enregistrer les paramètres de soudage
et calculer l'énergie de soudage conformément à l'ISO/TR 17671-1. Pour tous les diamètres de produits
consommables différents des 4 mm spécifiés ci-dessus, la masse de l'échantillon de dépôt soudé doit être
représentative des bonnes pratiques de soudage et convenir pour le diamètre et le procédé appliqués;
aucune masse minimale n'est spécifiée pour l'échantillon de dépôt soudé.
Trois soudures d'essai ou plus doivent être effectuées sur au moins trois assemblages d'essai en utilisant
une électrode différente pour chaque soudure. Le dépôt doit être réalisé, sans balayage, selon l'axe de
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l'assemblage d'essai, comme indiqué à la Figure 1. Les appendices de début et de fin de pièce doivent
mesurer au minimum 25 mm de long. Aucun amorçage avant l'essai n'est autorisé. La longueur du dépôt
sur l'appendice de début ne doit pas dépasser 25 mm. La durée du dépôt doit être notée. Le soudage doit
s'arrêter lorsque le bord fuyant du cratère se trouve sur l'appendice de fin mais ne doit pas être éloigné
de plus de 25 mm de la partie centrale de la pièce d'essai.
La méthode d'utilisation du montage de soudage est spécifiée en 5.1.4. Une fois le soudage terminé,
l'éprouvette de soudure doit être trempée et stockée comme spécifié en 5.1.4, puis elle doit être nettoyée
et analysée afin de déterminer sa teneur en hydrogène comme spécifié en 5.3.
Dans un but de classification des électrodes enrobées et en raison de l'influence de l'humidité
atmosphérique sur les résultats de l'essai, au moment du soudage la longueur de l'arc doit être
maintenue aussi courte que possible tout en étant compatible avec le maintien d'un arc stable. À toutes
fins utiles, les informations répertoriées en 5.2.2.3 doivent être enregistrées.
5.2.2.3 Enregistrement des données de soudage et fiche de compte-rendu
La fiche de compte-rendu donnée dans le Tableau 2 fournit la totalité des informations pour toutes les
variables concernant les résultats d'essai.
5.2.3 Soudage à l'arc sous flux
5.2.3.1 Fil-électrode
Le fil d'apport, plein ou fourré, soumis à essai doit être utilisé de l'une des manières a) ou b) suivantes.
a) Dans un but de classification, les paramètres de soudage doivent être ceux utilisés pour la
préparation des assemblages d'essai du métal fondu hors dilution en vue de la détermination des
propriétés mécaniques au moyen d'un fil-électrode de 4 mm, avec une vitesse de déplacement
réglée pour obtenir une masse déposée de 8 g minimum (assemblage A) sur la partie centrale de
la pièce d'essai ou de 3 g minimum sur la partie centrale de la pièce d'essai de taille plus réduite
(assemblage C), sauf spécification contraire dans le document de classification. L'assemblage
d'essai B ne convient pas pour les soudures à l'arc sous flux. Pour tous les diamètres de produits
consommables différents des 4 mm spécifiés ci-dessus, la masse de l'échantillon de dépôt soudé
doit être représentative des bonnes pratiques de soudage et convenir pour le diamètre et le procédé
appliqués; aucune masse minimale n'est spécifiée pour l'échantillon de dépôt soudé.
b) Pour les besoins de l'investigation, le fil-électrode et les paramètres de soudage doivent être ceux
donnés dans le mode opératoire de soudage spécifique. L'utilisation d'un fil plein qui a été dégazé
sous vide ou sous gaz inerte à 650 °C pendant 1 h facilite l'étude de l'influence des paramètres de
soudage, du type de flux et du mode opératoire d'étuvage sur la teneur en hydrogène de la soudure.
L'énergie de soudage est limitée à un maximum de 3 kJ/mm.
5.2.3.2 Flux
Lorsqu'un étuvage est exigé, le flux doit être étuvé de l'une des manières a) ou b) suivantes.
a) Dans un but de classification, l'étuvage doit être fait conformément aux exigences de la norme
applicable au flux. Tout préconditionnement ou séchage du flux doit être consigné lorsqu'un
indicateur «H» est attribué dans la classification de flux.
b) Pour les besoins de l'investigation, l'étuvage doit être fait conformément aux recommandations
appropriées.
Environ 1 kg de flux est exigé pour trois soudures. L'étuvage doit être effectué en mettant le flux dans
un récipient ouvert placé dans une étuve étalonnée réglée à une température correcte. Il convient que
la hauteur de flux soit limitée pour garantir que toute la masse du flux atteint la température requise.
Le flux doit être maintenu durant la totalité du temps spécifié à la température d'étuvage et aucun autre
flux ne doit être placé dans l'étuve durant cette même période. Une fois le traitement d'étuvage terminé,
le flux doit être refroidi à la température ambiante et utilisé immédiatement. Sinon, le flux doit être
refroidi dans un récipient étanche et stocké jusqu'au moment de son utilisation. Le flux utilisé ne doit
pas être recyclé.
Tableau 2 — Fiche de compte-rendu (hydrogène diffusible, soudage manuel à l'arc)
Laboratoire d'analyse: Date:
Nom de l'opérateur:
Marque et fabricant de l'électrode: N° de lot:
Type d'électrode: Désignation de l'électrode:
Diamètre de l'électrode (mm): Longueur totale de l'électrode (mm):
Traitement d'étuvage: ____°C pendant ____ h
Polarité de l'électrode (c.c. + ve, c.c. − ve or c.a.):
Humidité relative ____% et température ____ °C au poste de soudage pendant le soudage
Température d'extraction de l'hydrogène: _____ °C
Durée d'extraction de l'hydrogène: _____ jours _____ h _____ min
Type d'assemblage d'essai (A ou B):
Numéro de la pièce d'essai: 1 2 3
Tension, V, c.a. ou c.c.:
Intensité, A:
Temps de soudage, s:
Longueur de la soudure, mm:
Énergie de soudage, kJ/mm:
Longueur d'électrode utilisée, mm:
Longueur du dépôt sur l'appendice de début, mm:
Masse du métal déposé sur la pièce d'essai, g:
Distance du cratère à la pièce d'essai, mm:
Hydrogène diffusible
1 2 3 Moyenne
a) H , ml/100 g de métal déposé:
D
b) H , ppm de métal fondu:
F
Autres informations non incluses ci-dessus:
5.2.3.3 Exécution des soudures d'essai
Un montage en cuivre, tel que représenté à la Figure 1, doit être utilisé pour l'alignement et le bridage
de l'assemblage d'essai. Le montage peut intégrer des canaux de refroidissement par circulation d'eau
de manière à permettre une obtention plus rapide des pièces d'essai. L'assemblage d'essai A ou C peut
être utilisé.
La partie centrale est de la même taille que celle spécifiée en 5.1.3, mais elle est alignée avec des
appendices de début et de fin de pièce d'essai plus longs, de 50 mm minimum. La préparation, le
dégazage et l'utilisation de l'assemblage d'essai sont spécifiés en 5.1.3. Le flux est maintenu à une
hauteur prédéterminée constante de 25 mm ou selon les recommandations du fabricant. L'une des
méthodes permettant de contrôler la hauteur de flux est le nivellement sur le sommet des feuillards de
cuivre insérés illustrés à la Figure 3. Si une hauteur de flux de 25 mm ou une hauteur de flux différente
est spécifiée par le fabricant de flux, alors il convient de modifier les dimensions du feuillard de cuivre
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de manière à obtenir la hauteur de flux spécifiée. À l'extrémité du feuillard de cuivre, un morceau de
feuillard de cuivre adapté doit être prévu pour contenir le flux.
Trois soudures d'essai ou plus doivent être effectuées sur différents assemblages d'essai. Le dépôt doit
être réalisé selon l'axe de l'assemblage d'essai. Le temps de réalisation du dépôt doit être noté. Le bord
fuyant du cratère doit se trouver sur l'appendice de fin mais ne doit pas être éloigné de plus de 25 mm
de la partie centrale de la pièce d'essai pour le procédé de soudage à l'arc sous flux. La longueur de
l'appendice de début du dépôt soudé n'est pas spécifiée, mais elle doit être suffisante pour obtenir un
arc et un dépôt stables avant d'atteindre la partie centrale de la pièce d'essai.
Après extinction de l'arc et sans aucun délai, l'assemblage d'essai doit être extrait du montage et la pièce
d'essai doit être trempée, nettoyée puis stockée comme spécifié en 5.1.4.
Légende
1 feuillard de cuivre de 1 mm d'épaisseur, mesurant 35 mm ou 37 mm × 300 mm (pour une hauteur de flux
de 25 mm)
2 assemblage d'essai
3 montage de soudage
Figure 3 — Exemple d'utilisation d'un feuillard de cuivre pour maintenir une hauteur de flux
constante
5.2.3.4 Enregistrement des données de soudage et fiche de compte-rendu
La fiche de compte-rendu donnée dans le Tableau 3 fournit la totalité des informations pour toutes les
variables concernant les résultats d'essai.
Tableau 3 — Fiche de compte-rendu (hydrogène diffusible, soudage à l'arc sous flux)
Laboratoire d'analyse: Date:
Nom de l'opérateur:
Diamètre de l'électrode, mm: Désignation de l'électrode:
Désignation du flux:
Marque et fabricant de l'électrode: N° de lot:
Marque et fabricant du flux: N° de lot:
Température et temps d'étuvage du flux: _____ °C
pendant _____ h
Polarité de l'électrode (c.c. +ve, c.c. −ve ou c.a.):
Humidité relative % et température °C au poste de soudage pendant le soudage
Température d'extraction de l'hydrogène: _____ °C
Durée d'extraction de l'hydrogène: _____ jours _____ h _____ min
Type d'assemblage d'essai (A ou C):
Numéro de la pièce d'essai: 1 2 3
Tension, V, c.a. ou c.c.:
Intensité, A:
Temps de soudage, s:
Longueur de la soudure, mm:
Vitesse de soudage, mm/s:
Énergie de soudage, kJ/mm:
Vitesse de dévidage du fil, mm/s:
Distance du tube-contact, mm:
Longueur du dépôt sur l'appendice de début, mm:
Masse du métal déposé sur la pièce d'essai, g:
Distance du cratère à la pièce d'essai, mm:
Hydrogène diffusible
1 2 3 Moyenne
a) H , ml/100 g de métal déposé:
D
b) H , ppm de métal fondu:
F
Autres informations non incluses ci-dessus:
5.2.4 Soudage à l'arc avec fil fourré avec ou sans gaz de protection et soudage à l'arc avec
électrode fusible sous protection gazeuse
5.2.4.1 Produit d'apport
Le produit d'apport soumis à essai doit être utilisé de l'une des manières a) ou b) suivantes.
a) Dans un but de classification, les paramètres de soudage doivent être ceux utilisés pour la
préparation des assemblages d'essai du métal fondu hors dilution en vue de la détermination des
propriétés mécaniques au moyen d'un fil-électrode de 1,2 mm, avec une vitesse de déplacement
réglée pour obtenir une masse déposée de 8 g minimum (assemblage A) sur la partie centrale de
la pièce d'essai ou de 3 g minimum sur la partie centrale de la pièce d'essai de taille plus réduite
(assemblage B), sauf spécification contraire dans le document de classification. Il est reconnu que
les résultats de l'hydrogène diffusible provenant des fils fourrés sont fortement influencés par
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la longueur de fil libre. Il faut veiller à ce que la distance entre l'extrémité du tube-contact et la
pièce utilisée pour l'essai d'hydrogène diffusible soit la même que celle utilisée pour la préparation
des assemblages d'essai du métal fondu hors dilution en vue de la détermination des propriétés
mécaniques. Pour tous les diamètres de produits consommables différents des 1,2 mm spécifiés
ci-dessus, la masse de l'échantillon de dépôt soudé doit être représentative des bonnes pratiques
de soudage et convenir pour le diamètre et le procédé appliqués; aucune masse minimale n'est
spécifiée pour l'échantillon de dépôt soudé.
b) Pour les besoins de l'investigation, le produit d'apport et les paramètres de soudage doivent être
ceux donnés dans le mode opératoire de soudage approprié. Si le fabricant propose une plage
d'intensités, la valeur moyenne doit être utilisée.
5.2.4.2 Gaz de protection
Le gaz de protection doit être de qualité pour soudage comme spécifié dans l'ISO 14175. Le gaz de
protection utilisé et le débit de gaz doivent être conformes aux recommandations appropriées. Les
informations sur la composition du gaz et le débit doivent être notées sur la fiche de compte-rendu.
Pour les besoins de l'investigation, il peut quelquefois être nécessaire de sécher le gaz de protection de
manière à éliminer l'humidité. Si ceci est effectué, alors la teneur en humidité du gaz doit être mesurée
et notée.
5.2.4.3 Exécution des soudures d'essai
Un montage en cuivre tel que représenté à la Figure 1 doit être utilisé pour l'alignement et le bridage de
l'assemblage d'essai. Le montage peut intégrer des canaux de refroidissement par circulation d'eau de
manière à permettre une obtention plus rapide des pièces d'essai. L'assemblage d'essai A ou B peut être
utilisé.
Les appendices de début et de fin de l'assemblage d'essai doivent mesurer au minimum 50 mm de long.
L'assemblage d'essai doit être bridé dans le montage en utilisant un feuillard de cuivre recuit, comme
illustré à la Figure 1.
Trois soudures d'essai ou plus doivent être effectuées sur différents assemblages d'essai. Le dépôt doit
être réalisé selon l'axe de l'assemblage d'essai et les masses des dépôts soudés doivent être telles que
spécifiées en 5.2.4.1. Le temps de réalisation du dépôt doit être noté. Le bord fuyant du cratère doit se
trouver sur l'appendice de fin mais ne doit pas être éloigné de plus de 25 mm de la partie centrale de la
pièce d'essai. La longueur de l'appendice de début du dépôt soudé n'est pas spécifiée, mais elle doit être
suffisante pour obtenir un arc et un dépôt stables avant d'atteindre la partie centrale de la pièce d'essai.
Après extinction de l'arc et sans aucun délai, l'assemblage d'essai doit être extrait du montage et la pièce
d'essai doit être trempée, nettoyée puis stockée comme spécifié en 5.1.4.
5.2.4.4 Enregistrement des données de soudage et fiche de compte-rendu
La fiche de compte-rendu donnée dans le Tableau 4 fournit la totalité des informations pour toutes les
variables concernant les résultats d'essai.
Tableau 4 — Fiche de compte-rendu (hydrogène diffusible, soudage MIG, MAG, TIG ou fil fourré)
Laboratoire d'analyse: Date:
Nom de l'opérateur:
Type de produit d'apport: Traitement d'étuvage: _____°C pendant _____ h
Désignation du produit d'apport: Diamètre intérieur de la buse, mm:
Marque et fabricant de l'électrode: N° de lot: Diamètre du produit d'apport, mm:
Gaz de protection:
Débit de gaz de protection, l/min:
Polarité de l'électrode (c.c. +ve, c.c. −ve ou c.a.): Détails de l'électrode de tungstène, le cas échéant:
Marque:
Humidité relative _____ % et température _____ °C au Diamètre, mm:
poste de soudage pendant le soudage
Température d'extraction de l'hydrogène: _____°C Angle d'affûtage:
Durée d'extraction de l'hydrogène: _____ jours _____ h Désignation
_____ min
Type d'assemblage d'essai (A ou B ou D):
Numéro de la pièce d'essai: 1 2 3
Tension, V, c.a. ou c.c.:
Intensité, A:
Temps de soudage, s:
Longueur de la soudure, mm:
Vitesse de soudage, mm/s:
Énergie de soudage, kJ/mm:
Vitesse de dévidage du fil, mm/s:
Distance du tube-contact, mm:
Longueur du dépôt sur l'appendice de début, mm:
Masse du métal déposé sur la pièce d'essai, g:
Distance du cratère à la pièce d'essai, mm:
Hydrogène diffusible
1 2 3 Moyenne
a) H , ml/100 g de métal déposé:
D
b) H , ppm de métal fondu:
F
Autres informations non incluses ci-dessus:
5.3 Mesurage de l'hydrogène dans la soudure d'essai
5.3.1 Généralité
La méthode de mesure doit garantir que seul l'hydrogène diffusible s'échappe de l'éprouvette et est
collecté, et l'activation des sources d'hydrogène potentiellement piégé, qui dépend du matériau, doit
être évitée. Le présent document spécifie deux méthodes pour l'analyse de l'hydrogène diffusible: la
méthode par déplacement de mercure et la méthode par détection de la conductivité thermique.
NOTE Les recommandations et les restrictions concernant les anciennes méthodes de mesure utilisant le
mercure sont données à l’Annexe A.
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5.3.2 Méthode par déplacement de mercure
L'appareillage de collecte du gaz spécifié dans le présent article est connu sous le nom de «tube
en Y» et le mercure doit être utilisé comme fluide collecteur. D'autres conceptions d'appareillage de
collecte peuvent être utilisées, à condition que les mêmes principes que pour le tube en Y s'appliquent.
L'appareillage de collecte du gaz spécifié est destiné à être utilisé avec les assemblages d'essai B ou C
(voir Figure 2).
5.3.2.1 Préparation de la burette à gaz
Le volume de mercure nécessaire pour remplir la burette à gaz illustrée à la Figure 4 est d'environ
110 ml. Le mercure doit être exempt de contaminants. Le mercure doit être ver
...
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