по объёму сварного соединения и его концентрацию в любой заданной точке определяют расчетно-экспериментальным способом. Экспериментальная часть способа состоит в определении исходной концентрации диффузионного водорода в металле шва H
>Ш0, в установлении зависимости коэффициента диффузии водорода D
>H от температуры для шва, зоны термического влияния и основного металла, а также в определении параметров перехода остаточного (металлургического) водорода H
>0 в основном металле в H
>д и обратно при сварочном нагреве и охлаждении. Расчётная часть способа заключается в решении тепловой задачи (для заданных типа сварного соединения и параметров режима сварки) и диффузионной задачи. Последняя для сварки однородных материалов представляет численное решение дифференциального уравнения второго закона Фика, описывающего неизотермическую диффузию водорода с учётом термодиффузионных потоков в двумерной системе координат.
Основные закономерности насыщения сварных соединений водородом следующие:
1) насыщение различных зон сварного соединения водородом можно охарактеризовать двумя параметрами – значением максимальной концентрации H>Дmax и временем достижения этой или заданной концентрации t>max;
2) для заданных составов шва и основного металла, толщины металла и типа разделки параметры вида H>Дmax в основном определяются значениями H>ш0, а параметры вида t>max – тепловым режимом сварки.
Действие диффузионного водорода при образовании холодных трещин более всего соответствует одному из механизмов обратимой водородной хрупкости. Его особенность заключается в том, что в условиях медленного нагружения источники водородной хрупкости образуются вследствие диффузионного перераспределения водорода и исчезают через некоторое время после снятия нагрузки. При этом важная роль отводится взаимодействию водорода с дислокациями и облегчённому перемещению их комплексов. В металле сварных соединений H>д концентрируется на границах крупных бывших аустенитных зёрен, которые характеризуются повышенной плотностью дефектов кристаллической решётки.
Влияния водородного охрупчивания на процесс разрушения описывают различными механизмами: адсорбционным (действие водорода как поверхностно-активного элемента), молекулярного давления (в результате перехода атомарного водорода в микропоры и его молизация) и др.