Соединения паяные. Методы испытаний на растяжение и длительную прочность

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

СОЕДИНЕНИЯ ПАЯНЫЕ

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ НА РАСТЯЖЕНИЕ

И ДЛИТЕЛЬНУЮ ПРОЧНОСТЬ

ГОСТ 28830-90

(ИСО 5187-85)
Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО УПРАВЛЕНИЮ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И СТАНДАРТАМ

Москв
а

УДК 621.791.3.052.001.4:006.354 Группа В09

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СОЕДИНЕНИЯ ПАЯНЫЕ

Методы испытаний на растяжение и длительную прочность
Soldered and brazed joints.
Test methods for tension and
long-term strength

■ОКСТУ 0072

Дата введения 01.01.92
Настоящий стандарт распространяется на паяные соединения металлов и сплавов и устанавливает методы статических испы­таний на растяжение и длительную прочность при нормальных, высоких и низких температурах от минус 269 °С до (1200 + 50) °С.
Дополнительные требования и рекомендации выполнены курси­вом..

0. ВВЕДЕНИЕ

Паяное соединение образовано из материалов с разными фи­зическими и химическими свойствами. Оно состоит из паяемого ма­териала и припоя. На контактных поверхностях образцов при пай­ке протекают дйффузионные процессы с образованием новых спла­вов в соединении.
Положение теории упругости, применяемое для однородных ме­таллических тел при расчете напряжений, вызванных внешними силами, передаваемыми равномерно от элемента поверхности или объема к соседним элементам для изучения прочности этих разно­родных соединений, не используют. Прочность паяного соединения отличается от прочности паяемых материалов, припоев и зависит от различных факторов. Испытания на определение прочности не­обходимо проводить, принимая во внимание:
химический состав и прочность паяемого материала;
форму образца;
геометрию и состояние поверхности соединения;
флюс;
Издание официальное
@ Издательство стандартов, 1991
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен,
тиражирован и распространен без разрешения Госстандарта СССР
технологию низкотемпературной (мягкой) и высокотемператур­ной (твердой) пайки (источник нагрева, температура пай^и, ско­рость нагрева и т. д.);
время выдержки при температуре пайки;
зазор между паяемыми деталями;
количество образцов для испытаний;
используемые методы представления результатов;
характер и размер дефектов на поверхности излома.
Настоящий стандарт устанавливает следующие характеристики паяных конструкций:
) при высокотемпературной пайке:
временное сопротивление при растяжении при низкой, высо­кой и комнатной температурах;
предел прочности на срез при низкой, высокой и комнатной температурах;
предел длительной прочности при повышенной температуре;
) при низкотемпературной пайке:
предел прочности на срез при низкой, высокой и комнатной температурах; '
предел длительной прочности при низкой, высокой и комнат­ной температурах;
временное сопротивление при растяжении при низкой, высо­кой и комнатной температурах.
Примечания:
1. Низкими температурами следует считать температуры от минус 269 °С до плюс 15 °С;
2. Комнатной температурой следует считать температуру (20±5) °С.
3. Высокими температурами следует считать температуры от (20±5) °С до (1200±50) °С.
Для получения. воспроизводимых и сравнимых результатов испытаний на растяжение и срез стандарт предусматривает мето­дику испытаний и образцы определенного типа.

1. ОБЛАСТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ

Настоящий стандарт устанавливает основы и методику испыта­ний, предназначенные для определения стандартных механических характеристик паяных соединений при высокотемпературной и низ­котемпературной пайке, предлагает метод обработки полученных, результатов.
Стандарт устанавливает требования при статических крат­ковременных и длительных испытаниях паяных соединений, изго­товленных из паяемых материалов, припоев и флюсов путем высо­котемпературной и низкотемпературной пайки черных и цветных металлов и сплавов.

Стандарт следует применять при контрольных и исследователь­ских испытаниях.

2. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

2.1. Типы образцов
2.1.1. Стандартная прочность на срез
Для определения стандартной прочности на срез используют телескопический образец с заданным зазором, а паяное соединение подвергают напряжению среза, если к образцу прикладывают рас­тягивающее усилие. Образцы типов I и II приведены на черт. 1 и 2.
Тип выбранного образца указывают в протоколе испытаний (при­ложение 1).
2.1.2. Стандартное временное сопротивление при растяжении
Для определения стандартного предела прочности используют торцевые соединения двух цилиндрических образцов с заранее за­данным зазором в пределах допуска. Размеры образца для испы­тания на растяжение приведены на черт. 3.
Образцы типа I для испытаний на срез

Черт. 1
Заготовки типа I для испытаний на ср»

2.1.3. Образцы, установленные ИСО 5187, являются основными, однако они не охватывают всех видов паяных соединений и типов нагружений. В целях более полного определения свойств паяных соединений допускается применение дополнительных типов и раз­меров образцов.
Для испытаний на растяжение можно применять образцы типов 11 и 111, на срез — типов I, IV и V, на длительную прочность — ти­пов I— V.
Форма и размеры дополнительных образцов должны соответст­вовать указанным на черт. 9—13 и в табл. 5—7 прцложенця 2.
При толщине материала 6 меньше 3 мм применяют образцы, типа IV, при 6 больше 3 мм — образцы типа V.
Форма и размеры головок плоских и цилиндрических образцов, а также размеры переходных частей от головок образца к его ра­бочей части не являются обязательными и определяются способом крепления в захватах испытательной машины. Варианты головок приведены, на черт. 14—16 и в табл. 8 приложения 2.
При испытании образцов типов Ш и IV (без головок) толщиной менее 3 мм допускается применение усиливающих накладок в за­хватных частях образцов.
Образцы типа II для испытаний на растяжение

Черт. 3
Образцы, подлежащие испытанию в термически обработанном состоянии, следует' подвергать термической обработке после пайки до окончательной обработки образцов.
2.1.4. Требования к заготовкам
Образцы для испытаний изготовлять из спаянных для этой це­ли заготовок.
Рекомендуется брать длину заготовок, обеспечивающую вырез­ку не менее трех образцов типов II, III и IV.
Заготовки для образцов вырезают механическим способом. До­пускается применение других способов резки, при этом должен быть предусмотрен припуск, обеспечивающий удаление зоны тер­мического влияния или наклепа.
При пайке заготовок марка паяемого материала, подготовка' поверхности, припой, среда или флюс, зазор между паяемыми заго­товками, способ и режим пайки должны быть такими, как в разра­батываемом технологическом процессе.
Ширину нахлестки b подбирают так, чтобы при испытаниях об­разцов разрушение происходило по паяному шву.
Устройство для пайки образцов

Черт. 4
Ширину зазора при пайке рекомендуется обеспечивать с помо­щью соответствующих приспособлений. Допускается обеспечение зазора с помощью прокладок. Прокладки рекомендуется изгото­влять из паяемого материала. Участок паяного шва с прокладками должен быть удален в процессе изготовления образцов.
2.2. Выбор паяемого металла и зазора
При проведении испытаний предел прочности паяного соедине­ния должен быть ниже (или равным ему) предела текучести паяе­мого материала. Материал образцов и зазор в паяном соединении должны соответствовать реальным условиям эксплуатации.
Паяемый металл и зазор в паяном соединении указывают в про­токоле испытаний (см. приложение 1).
2.3. Подготовка поверхностей
Поверхности перед пайкой должны быть очищены от пыли, окислов, смазки, масла, краски и т. д. В зависимости от свойств паяемого материала устанавливают методы очистки и отмывки.
Поверхность образцов под пайку должна иметь параметр шеро­ховатости Rn 1,6 — 3,2 мкм для образцов из меди и ее сплавов и
1.6— 6,3 мкм — для образцов из нелегированной стали.
Если испытания проводят на образцах специального назначе­ния, то поверхность образцов должна соответствовать установлен­ным требованиям.
В протоколе испытаний приводят метод очистки и очищающее вещество, а также состояние поверхности в месте соединений.
2.4. Применение припоев и флюсов при пайке
Составные части образцов (типов 1 и II) собирают в верти­кальном положении, а припои и флюсы соответствующей формы (проволока, порошок, и т. д.) располагают с одной стороны сое­динения в достаточном количестве для заполнения соединения пос­ле пайки. "
При необходимости применяют флюс, соответствующий данно­му припою и паяемому металлу. Флюс применяют согласно,инструк­циям изготовителя. Характеристики флюса должны быть приведе­ны в отчете испытаний.
Образцы следует изготовлять способами, максимально прибли­женными к конкретным технологическим процессам изготовления паяных конструкций. В случае проведения исследовательских испы­таний способы изготовления паяных образцов должны быть уста­новлены по согласованию с заказчиком.
2.5. Условия нагрева
Для удержания образцов (типов I и II) в вертикальном поло­жении, указанном на черт. 1—3, во избежание нагрузки на соеди­нение во время охлаждения используют опорное устройство. Опор­ное устройство не должно мешать сужению и расширению образца.
Пайку образцов типов III—V допускается проводить в любом положении.
Условия нагрева должны соответствовать выбранному способу изготовления образцов.
В случае нагрева кислородно-ацетиленовым пламенем допуска­ется использование приспособления, приведенного на черт. 4. При­способление состоит из плиты- основания (1), на которую устанав­ливают опору образца (2), зажимного устройства (3), качающей­ся опоры (4) для горелки, показанной схематически (5). Могут быть использованы другие крепежные приспособления в зависи­мости от метода нагрева.
Весь узел нагревают до температуры пайки при помощи выбран­ного метода нагрева (горелкой, в печи, индукционным методом и др.). Если узел не нагревается равномерно по всей длине (напри­мер при нагреве горелкой или индукционным методом), то необходи­мо обеспечить одинаковую температуру нагрева на расстоянии 10 мм с каждой стороны.
Примечание. Если образец нагревают горелкой-или индукционным ме­тодом, то цикл нагрева должен быть таким, чтобы температура пайки была до­стигнута за 40—ВО с; выде