GOST 23904-79

GOST 23904–79 Soudure. Méthode de détermination du mouillage des matériaux avec des soudures

GOST 23904−79

Groupe B09

NORME D'ÉTAT DE L'UNION DE LA SSR

SOUDURE. MÉTHODE DE DÉTERMINATION DU MOUILLAGE DE MATÉRIAUX AVEC DES SOUDURES

Brasage et soudure.
Méthode de détermination des matériaux mouillés par des soudures

Valable à partir du 01/07/1980
jusqu'au 01/07/1985*
_______________________________
* Date d'expiration supprimée
Décret de la norme d'État de l'URSS
du 22 décembre 1989 N 4020 (IUS N 4, 1990). -
Note du fabricant de la base de données.

DÉVELOPPÉ par le Comité d'État de l'URSS pour les normes par l'Académie des sciences de la RSS d'Ukraine **

INTERPRÈTES**

NN Sirchenko, Ph.D. technologie. les sciences; Yu. V. Naidich , membre correspondant Académie des sciences de la RSS d'Ukraine, prof., Dr. tech. les sciences; A. V. Savchenkov ; VS Zhuravlev , Ph.D. technologie. les sciences; VM Perevertaylo , Ph.D. chim. les sciences; L. I. Lembert **

INTRODUIT par le Comité d'État des normes de l'URSS**

Adjoint Président P. S. Malyshkov **

APPROUVÉ ET INTRODUIT PAR Décret du Comité d'État de l'URSS pour les normes du 23 novembre 1979 N 4495 **
_________________
** Les données d'information sont tirées de la publication officielle, M. : Standards Publishing House, 1980. - Note du fabricant de la base de données.

RÉPUBLICATION. avril 1982


La présente Norme internationale couvre une méthode de détermination du mouillage des matériaux avec des soudures selon les caractéristiques suivantes :

angle de contact de la zone de mouillage et d'épandage ;

taux de mouillage initial et temps d'étalement (pour les soudures avec 723K).

La norme est utilisée pour évaluer la compatibilité des matériaux lors du soudage, le développement d'un processus de soudage et l'optimisation de ses paramètres, ainsi que le développement de nouvelles soudures et flux.

1. DÉTERMINATION DU MOUILLAGE PAR L'ANGLE DE CONTACT ET LA ZONE D'ÉPANDEMENT

1.1. Échantillonnage

1.1.1. Pour les essais, des plaques de 40x40 mm ou des disques de 40 mm en matériau brasé doivent être utilisés.

1.1.2. L'épaisseur des plaques ou des disques doit être de 0,5 à 3,0 mm. Pour les épaisseurs supérieures à 3 mm, l'usinage est autorisé sur la face non testée.

1.1.3. Pour les tests, utilisez des ébauches de soudure sous forme de cylindre ou de cube, ayant un volume dosé de 64 mm . La masse des soudures en fonction de leur densité est donnée en référence Annexe 1.

1.1.4. Lors de l'utilisation de soudures contenant Ag, Au, Pt, Pd et d'autres métaux précieux ou rares, les dimensions des éprouvettes doivent être de 20x20 mm ou 20 mm de diamètre, et le volume dosé de soudure doit être de 16 mm .

1.1.5. Le nombre d'éprouvettes doit être d'au moins trois pour chaque combinaison de matériaux, brasure et flux, mode de brasage.

1.2. Équipements et appareils

1.2.1. Il est recommandé d'effectuer des essais sur l'installation dont le schéma de principe est représenté sur la Fig.1.

Schéma de l'installation pour les tests

1 - une goutte de soudure; 2 - échantillon du matériau brasé ; 3 - substrat pour fixer l'échantillon;
4 - thermocouple; 5 - appareil de chauffage; 6 - chambre (lorsqu'elle est testée dans un milieu ou sous vide);
7 - source lumineuse; 8 - pièce jointe macrophoto (loupe); 9 - écran; 10 - lentilles

Merde.1

L'installation doit fournir :

l'horizontalité de l'éprouvette ;

la possibilité de créer l'environnement ou le vide nécessaire pendant la période d'essai ;

alignement et mise au point d'une image claire d'une goutte de soudure sur l'écran ;

chauffage uniforme de l'échantillon à une température prédéterminée ;

aucune vibration.

La liste des équipements et instruments recommandés est donnée en référence Annexe 2.

1.2.2. La mesure de la température pendant les essais doit être effectuée avec des thermocouples conformes à GOST 6616–74 et des instruments conformes à GOST 9245–79 avec une classe de précision d'au moins 0,05.

1.2.3. Pour déterminer l'angle de contact du mouillage, des équipements photographiques et cinématographiques doivent être utilisés. Vitesse de tournage 16-1500 images par seconde, en fonction de la vitesse d'étalement de la soudure.

1.2.4. La mesure de l'angle de mouillage sur une photographie ou un film doit être effectuée sur des microscopes instrumentaux.

1.3. La préparation du test

1.3.1. La surface des échantillons et de la soudure doit être préparée conformément au processus technologique de fabrication d'une structure soudée. En l'absence de données, la méthode de préparation de surface doit être établie empiriquement. Il est permis de tester les matériaux tels qu'ils sont livrés, en éliminant la graisse et l'humidité.

1.3.2. La soudure doit être placée au centre de la plaque horizontale. La planéité de la plate-forme d'installation des plaques est vérifiée à l'aide d'un niveau.

1.3.3. L'extrémité de travail du thermocouple doit être fixée au centre de la surface non active de l'échantillon par des méthodes garantissant un contact thermique fiable conformément à la figure 2.

Merde.2

1.3.4. Les échantillons doivent être marqués d'un numéro de lot ou d'un indice conditionnel sur la partie non travaillante de manière à assurer la préservation du marquage après le test.

1.4. Essai

1.4.1. Les échantillons doivent être chauffés dans un environnement gazeux, sous vide ou avec un fondant conformément au processus technologique prévu. En l'absence de données, le support doit être sélectionné en fonction de la qualité du matériau et de la soudure.

1.4.2. Lors des tests avec flux, son volume ne doit pas dépasser 400 mm pour éprouvettes 40x40 mm et max 100 mm pour les échantillons 20x20 mm. Le flux doit être appliqué conformément à la technologie acceptée.

1.4.3. L'angle de contact du mouillage doit être fixé lors des essais conformément à la clause 1.2.3. Il est possible de mesurer directement l'angle sur l'écran.

1.4.4. L'angle de contact de mouillage est fixé lorsque la soudure atteint les valeurs de température suivantes :

le début de la fusion (3−5 °С au-dessus du solidus);

fusion complète (3−5 °С au-dessus du liquidus);

température de soudure.

D'autres points sont fixés en fonction de la tâche.

1.4.5. En l'absence d'équipement approprié, il est permis de mesurer l'angle de contact après refroidissement de l'échantillon.

1.5. Traitement et calcul des résultats

1.5.1. La mesure de l'angle de mouillage doit être effectuée dans l'ordre suivant :

sur l'image ou la projection de la goutte, tracer une tangente au point d'intersection du contour de la goutte avec la surface de l'échantillon, comme illustré à la figure 3 ;

mesurer l'angle d'inclinaison de la tangente selon le paragraphe 1.2.4.

Merde.3

1.5.2. Pour chaque projection de goutte, l'angle de contact est mesuré sur les côtés gauche et droit. L'erreur de mesure ne doit pas dépasser 5 degrés.

1.5.3. Calcul de l'angle de contact car cette chute doit être effectuée selon la formule

, (une)

où , sont les valeurs mesurées de l'angle de mouillage sur les côtés gauche et droit, respectivement.

1.5.4. Angle de mouillage pour une combinaison "brasure - matériau brasé" donnée doit être déterminé par la formule

, (2)

où , , …, - valeurs de l'angle de mouillage pour chaque goutte ;

est le nombre d'échantillons.

1.5.5. Lors de l'utilisation d'un rapporteur ou d'un pochoir pour la mesure, l'image du système «drop-plate» obtenue sur un film photographique ou film doit en outre être agrandie d'au moins cinq fois, projetant l'image sur l'écran.

1.5.6. Pour réduire l'erreur due à l'imperfection de la forme des gouttelettes sur un échantillon refroidi, l'angle de mouillage doit être déterminé comme suit :

mesurer au moins trois projections d'une baisse de valeur et et trouver leurs valeurs moyennes ;

calculer l'angle de contact pour une goutte donnée comme la moyenne entre et selon la formule (1), où et sont les valeurs moyennes de l'angle de mouillage des côtés gauche et droit de la goutte ;

déterminer l'angle de contact de mouillage pour une combinaison « matériau-brasure » donnée selon la formule (2).

1.5.7. La zone d'étalement de la soudure doit être calculée après le refroidissement de l'échantillon comme la moyenne arithmétique des trois résultats de test obtenus. La mesure de la surface d'épandage doit être effectuée à l'aide d'outils ou d'appareils qui fournissent une erreur de mesure allant jusqu'à - 5,0 % de la surface mesurée.

1.5.8. Les critères de mouillage du matériau avec de la soudure doivent être pris en compte :

valeur de l'angle de contact déterminé à la température d'essai ou à l'état refroidi (il convient de tenir compte du fait que l'erreur de détermination de l'angle de contact sur un échantillon refroidi peut être de 10 à 15%);

zone d'étalement de la soudure sur la surface de l'échantillon.

1.5.9. Les tests sont considérés comme invalides en cas de violation de la composition du milieu lors des tests, de défaillance du thermocouple lors du chauffage, de surface mouillée non horizontale.

1.5.10. Les résultats d'analyse de chaque échantillon doivent être consignés dans le rapport d'analyse dont la forme est donnée à l'annexe 3 obligatoire.

2. DÉTERMINATION DU MOUILLAGE PAR LA VITESSE INITIALE ET LE TEMPS D'ÉPANDAGE

2.1. Échantillonnage

2.1.1. Les éléments suivants doivent être utilisés pour les tests :

plaques de matériau brasé d'une épaisseur de 0,1 à 1,0 mm, d'une largeur allant jusqu'à 25 mm et d'une longueur de 30 mm. Taille préférée 30x10x0.1 ;

fil d'un diamètre de 0,3 mm. Le diamètre préféré est de 1,0 mm.

2.1.2. Le miroir du bain de soudure doit avoir un diamètre d'au moins 30 mm et la masse de soudure dans le bain doit garantir que la température reste constante lorsque l'échantillon est immergé avec un écart ne dépassant pas 1 °.

2.1.3. Lors du prélèvement d'échantillons, les exigences de la clause 1.1.5 de la présente norme doivent être respectées.

2.2. Équipements et appareils

2.2.1. Des tests doivent être effectués sur l'appareil, dont le schéma de principe est illustré à la Fig. 4. La liste des équipements recommandés est donnée en référence annexe 2.

Schéma de principe de l'installation pour déterminer la vitesse initiale et le temps de mouillage

1 - bain avec soudure; 2 - échantillon ; 3 - titulaire; 4 - suspension à ressort; 5 - tige;
6 - un capteur qui convertit le déplacement en force ; 7 - amplificateur à jauge de contrainte ; 8 - oscilloscope

Merde.4

2.2.2. L'équipement utilisé dans les essais doit répondre aux conditions suivantes :

2.3. La préparation du test

2.3.1. Avant le test, l'appareil doit être calibré pour déterminer la force d'aspiration de l'échantillon dans la masse fondue, en utilisant des poids pesant de 10 à 200 mg.

2.3.2. L'échantillon, dont la surface est préparée conformément au paragraphe 1.3.1, doit être fixé dans un support suspendu à une suspension à ressort.

2.3.3. Compenser la masse de l'échantillon à l'aide du circuit électrique de l'instrument.

2.3.4. Vérifiez que la température de la soudure dans le bain est cohérente avec la température de test.

2.4. Essai

2.4.1. Tremper l'échantillon dans la soudure à une profondeur de 1 à 3 mm (la profondeur d'immersion préférée est de 2 mm). Lorsque l'échantillon est immergé dans le bain, il est nécessaire d'observer la perpendicularité de sa surface latérale au plan du miroir du bain.

2.4.2. Les forces d'interaction qui surviennent lorsque l'échantillon est immergé doivent être enregistrées sur la bande de l'appareil d'enregistrement.

2.4.3. La forme typique de la courbe enregistrée est illustrée à la figure 5.

— l'heure du début du mouillage ; — temps de mouillage net ; - temps de mouillage complet ;
- force de mouillage (équilibre); est la force de séparation de la soudure de l'échantillon lorsqu'il est soulevé ;

étape 1 - le processus d'obtention d'un ménisque négatif - le rayon de courbure est dirigé à partir de la masse fondue (perte de poids de l'échantillon due à la pression capillaire et à l'expulsion hydrostatique de la partie de la soudure remplacée par l'échantillon); étape 2 - le processus de déplacement de la soudure le long des surfaces latérales de l'échantillon (le rayon du ménisque change de direction vers le liquide); étape 3 - montée maximale du ménisque de soudure (état d'équilibre du système); Étape 4 - levage de l'échantillon (séparation de l'échantillon de la soudure). La nature de la courbe dépend de la forme de l'échantillon et de la vitesse de levage

Merde.5

2.5. Traitement et calcul des résultats

2.5.1. Le taux de mouillage initial est déterminé en mesurant l'angle et en calculant sa tangente entre la tangente à la courbe au point et perpendiculaire à l'axe des ordonnées (Fig. 5).

2.5.2. La détermination du temps de mouillage doit être faite selon la courbe sur le magnétophone conformément à la figure 5.

2.5.3. Le calcul des autres caractéristiques de mouillage obtenues à partir des essais est donné dans l'annexe de référence 4.

ANNEXE 1 (informative). La masse du volume dosé de soudure, en fonction de sa densité et de la taille de l'éprouvette

ANNEXE 1
Référence

ANNEXE 2 (informative). Liste des équipements et instruments recommandés pour tester afin de déterminer le mouillage des matériaux avec des soudures

ANNEXE 2
Référence

ANNEXE 3 (obligatoire). Exemple de rapport d'essai pour la détermination du mouillage

ANNEXE 3
Obligatoire

Protocole N
essai de mouillage des éprouvettes

_______________
* La numérotation correspond à l'original. — Note du fabricant de la base de données.

Tableau 1

Tableau 2

Signature :

ANNEXE 4 (informative). Calcul de caractéristiques supplémentaires lors de la détermination du mouillage des matériaux avec des soudures

ANNEXE 4
Référence

Lorsqu'ils sont testés conformément aux sections 1 et 2 de la présente norme par calcul, les caractéristiques supplémentaires suivantes du processus de mouillage peuvent être obtenues.

La valeur de l'angle de contact de mouillage en fonction des paramètres de la goutte de soudure sur l'échantillon (poids de soudure jusqu'à 0,2 g) selon la formule

,

où - hauteur de goutte de soudure ;

est le volume de la goutte.

La valeur de la tension adhésive selon la formule

,

où — tension adhésive ;

 tension superficielle de soudure, N/m ;

- force de mouillage (voir dessin 5 de cette norme), N ;

- périmètre de mouillage (double de la somme de la largeur et de l'épaisseur de l'échantillon), m.

D'après la valeur connue de la tension adhésive, on peut obtenir : la valeur de la hauteur de montée de la soudure dans l'entrefer capillaire d'une largeur donnée selon la formule

,

où - densité de soudure (il est permis d'utiliser la valeur de densité à température ambiante);

est l'accélération de la pesanteur ;

est la largeur de l'espace capillaire.

La valeur de l'angle de contact de mouillage selon la formule

,

où - force de mouillage (voir dessin 5 de cette norme) ;

- la force de séparation de la soudure de l'échantillon lors de son soulèvement (voir dessin 5 de cette norme) ;

- correction pour flottabilité hydraulique égale au poids de la soudure déplacée par l'échantillon.

Le sens de la force calculé selon la formule

,

où — densité de soudure, kg/m ;

— profondeur d'immersion de l'échantillon, m ;

est la section transversale de l'échantillon, m ;

— accélération de la pesanteur, m/s .