DIN 8526-2016 Testing of soldered joints - Gap soldered joints shear test creep shear test《钎焊接头检验 接缝钎焊接头、剪切试验、蠕变剪切试验》.pdf

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1、Mrz 2016DEUTSCHE NORM Preisgruppe 8DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 25.160.50!%LRr“2414779www.din.deDIN 8526Prfung von Weichltverbindungen Spaltltverbindunge

2、n, Scherversuch, ZeitstandscherversuchTesting of soldered joints Gap soldered joints, shear test, creep shear testContrle des joints de brasagess tendre Joints brass par capillarit, essai de cisaillement, essai de cisaillement par fluageAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinE

3、rsatz frDIN 8526:197711www.beuth.deGesamtumfang 12 SeitenDDIN-Normenausschuss Schweien und verwandte Verfahren (NAS)DIN-Normenausschuss Materialprfung (NMP)DIN 8526:2016-03 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich . 4 2 Normative Verweisungen . 4 3 Begriffe 4 4 Proben . 4 4.1 Probenform 4 4.2 Gr

4、undwerkstoff fr die Probe . 6 4.3 Ltgert . 7 4.4 Herstellen der Probe 8 4.5 Probenanzahl 8 5 Prfgerte . 9 5.1 Scherversuch . 9 5.2 Zeitstandscherversuch 9 6 Versuchsdurchfhrung und Versuchsauswertung 10 6.1 Allgemeines . 10 6.2 Scherversuch . 10 6.3 Zeitstandscherversuch 10 7 Prfbericht . 10 Anhang

5、A (informativ) Erluterungen . 11 Literaturhinweise . 12 DIN 8526:2016-03 3 Vorwort Dieses Dokument wurde vom Arbeitsausschuss NA 092-00-08 AA Weichlten (DVS AG V 6.2)“ im DIN-Normenausschuss Schweien und verwandte Verfahren (NAS) erarbeitet. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemen

6、te dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN und/oder die DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. nderungen Gegenber DIN 8526:1977-11 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) normative Verweisungen berarbeitet; b) Begriffe berar

7、beitet; c) Werkstoffbezeichnungen der Proben angepasst; d) Bilder berarbeitet; e) Lsemittel Perchlorthylen gestrichen; f) Prfbericht um Ltgert und Temperaturprofil bei der Probenherstellung“ erweitert; g) Norm redaktionell berarbeitet und an aktuelle Gestaltungsregeln angepasst. Frhere Ausgaben DIN

8、8526: 1968-09, 1977-11 DIN 8526:2016-03 4 1 Anwendungsbereich Die Festlegungen dieser Norm dienen zur Klassifizierung von Loten fr Spaltltverbindungen. Sie knnen ferner zum Ermitteln der Festigkeit von Spaltltverbindungen bei Scherbeanspruchung der Ltstelle - auch bei verschiedenen Prftemperaturen -

9、 angewandt werden. Sie gelten vorzugsweise fr Weichlt-verbindungen mit Weichloten nach DIN 1707-100 und DIN EN ISO 9453. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datiert

10、en Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 1707-100, Weichlote Chemische Zusammensetzung und Lieferformen DIN 51220, Werkstoffprfmaschinen Allgemeines zu Anforder

11、ungen an Werkstoffprfmaschinen und zu deren Prfung und Kalibrierung DIN EN 10278, Mae und Grenzabmae von Blankstahlerzeugnissen DIN EN ISO 9454-1, Flussmittel zum Weichlten Einteilung und Anforderungen Teil 1: Einteilung, Kennzeichnung und Verpackung DIN EN ISO 204, Metallische Werkstoffe Einachsige

12、r Zeitstandversuch unter Zugbeanspruchung Prfverfahren DIN EN ISO 6892-1, Metallische Werkstoffe Zugversuch Teil 1: Prfverfahren bei Raumtemperatur DIN EN ISO 6892-2, Metallische Werkstoffe Zugversuch Teil 2: Prfverfahren bei erhhter Temperatur DIN EN ISO 7500-1, Metallische Werkstoffe Prfung von st

13、atischen einachsigen Prfmaschinen Teil 1: Zug- und Druckprfmaschinen Prfung und Kalibrierung der Kraftmesseinrichtung DIN EN ISO 9453, Weichlote Chemische Zusammensetzung und Lieferformen DIN ISO 857-2, Schweien und verwandte Prozesse Begriffe Teil 2: Weichlten, Hartlten und verwandte Begriffe 3 Beg

14、riffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach DIN ISO 857-2, DIN EN ISO 204, DIN EN ISO 6892-1 und DIN EN ISO 6892-2. 4 Proben 4.1 Probenform Die Probe muss so beschaffen sein, dass die Ltstelle bei einer von auen aufgebrachten Zugkraft nach 6.1 und 6.2 unter Scherbeanspruchung st

15、eht und gegebenenfalls ein Bruch durch Abscheren eintreten kann. Die Probe wird aus einem Rundstab und einem zentrisch aufgebohrten Rundstababschnitt (Hlse) nach Bild 1 hergestellt, die in einem Ltgert nach 4.3 zu lten sind. DIN 8526:2016-03 5 Mae in Millimeter Legende 1 Hlse 2 Rundstab aGewinde kan

16、n gegebenenfalls wegfallen Bild 1 Teile der Scherprobe DIN 8526:2016-03 6 4.2 Grundwerkstoff fr die Probe Fr die Klassifizierung von Weichloten ist fr den Rundstab Rund EN 10278 10 h10 Lager 6 000 S235JRC Oberflchengteklasse 1 EN 10204 2.2 und fr die Hlse Rund EN 10278 20 H10 Lager 6 000 S235JRC Obe

17、rflchengteklasse 1 EN 10204 2.2 zu verwenden. Zur Untersuchung des Festigkeitsverhaltens von Spaltltverbindungen bei Scherbeanspruchung ist fr den Rundstab und die Hlse Stahl (analog der Klassifizierung) zu verwenden; die Spaltbreite und die Scheibendicke d (siehe Bild 2 b) sind entsprechend den Geg

18、ebenheiten in der Praxis zu whlen. Mae in Millimeter a) vor dem Lten b) fertig bearbeitet Legende 1 Lotdraht d Scheibendicke aGewinde, falls erforderlich Bild 2 Scherprobe DIN 8526:2016-03 7 4.3 Ltgert Ein mgliches Gert zum Herstellen der Proben ist in Bild 3 dargestellt. Es besteht im Wesentlichen

19、aus einer Grundplatte, auf die eine Probensttze, eine Spannzage und eine schwenkbare Halterung aufgesetzt sind. Auf diese Halterung ist ein Acetylen-Sauerstoff-Ringbrenner mit neun Flammen (6 Flammen in Richtung Ltstelle, 3 Flammen in Richtung des Rundstabes) aufgelegt. Mae in Millimeter Legende 1 P

20、robensttze 2 Spannzange 3 Grundplatte 4 Halterung, schwenkbar 5 Acetylen-Sauerstoff-Ringbrenner Bild 3 Ltgert zum Lten von Scherproben DIN 8526:2016-03 8 4.4 Herstellen der Probe Die Hlse ist aus einem Rundstahlabschnitt durch spanende Bearbeitung zu fertigen. Der Rundstab ist aus Rundstahl auf Lnge

21、 zu schneiden und gegebenenfalls mit einem Gewinde zu versehen (siehe Bild 1). Zur Klassifizierung von Weichloten betrgt die Spaltbreite 0,1 mm und die Dicke der Scheibe d = 4 mm (siehe Bild 2 b). Fr das Ermitteln der Festigkeit bei Scherbeanspruchung von Ltverbindungen sind die Spaltbreite und die

22、Scheibendicke d entsprechend den in der Praxis vorgesehenen Werten zu whlen. Fr die Klassifizierung von Weichloten mssen Rundstab und Hlse kurz vor dem Lten mit einem geeigneten Lsungsmittel entfettet, anschlieend in Salzsure (10 % Volumenanteil, Dichte 1,14 g/cm3) bis zu 5 min gebeizt und in destil

23、liertem Wasser grndlich gesplt werden. Daran anschlieend ist Flussmittel Typ 3.1.1.1 nach DIN EN ISO 9454-1 mit folgender Zusammensetzung aufzutragen: 20 % Massenanteil Zinkchlorid, 1 % Massenanteil Ammoniumchlorid, 79 % Massenanteil destilliertes Wasser. Fr die Festigkeitsprobe drfen auch andere Fl

24、ussmittel verwendet werden. Der Rundstab der Probe ist in die Spannzange des Ltgertes zu spannen, danach ist die Hlse der Probe auf den Rundstab zu schieben und mit der Probensttze in die Stellung nach Bild 3 zu bringen. Anschlieend ist der Lotdraht von 2 mm Durchmesser entsprechend Bild 2 a) einzul

25、egen. Mit dem Ltgert ist die Verbindungsstelle gleichmig auf Lttemperatur zu erwrmen. Die Gerteeinstellung muss so gewhlt werden, dass das Lot innerhalb von 20 s bis 40 s nach Beginn der Erwrmung schmilzt. Nach dem Schmelzen und Flieen des Lotes ist noch fr etwa 10 % der Ltzeit nachzuwrmen. Nach dem

26、 Erstarren des Lotes ist die Probe aus dem Ltgert auszuspannen und an Luft auf Raumtemperatur abzukhlen. Danach ist die Probe nach Bild 2 b) spanend zu bearbeiten (Spanbreite hchstens 0,1 mm, Spanhhe hchstens 0,1 mm, Umdrehungszahl etwa 600/min). Es ist darauf zu achten, dass das auf der dem Rundsta

27、b zugekehrten Scheibenseite aus dem Ltspalt ausgetretene und die Form einer Hohlkehle bildende Lot entfernt wird. 4.5 Probenanzahl Fr die Klassifizierung von Weichloten sind 15 Proben zu prfen. Fr das Ermitteln der Scherfestigkeit von Weichltverbindungen sind 5 Proben ausreichend. Zum Bestimmen der

28、Zeitstandscherfestigkeit von Weichltverbindungen gengen 15 Proben, wenn sich die gemessenen Belastungszeiten auf einen Beobachtungsbereich von 4 Zehnerpotenzen der gewhlten Zeiteinheit annhernd gleichmig verteilen. DIN 8526:2016-03 9 5 Prfgerte 5.1 Scherversuch Es ist eine Zugprfmaschine nach DIN EN

29、 ISO 7500-1 der Klasse 1 nach DIN 51220 mit einer Einspanneinrichtung fr Rundproben mit glatten Zylinderkpfen zu verwenden. Mae in Millimeter Bild 4 Spannzeug mit eingehngter Scherprobe ANMERKUNG Das Spannzeug nach Bild 4 dient zum Sicherstellen einer sicheren und zentrischen Einspannung und Belastu

30、ng der Probe. 5.2 Zeitstandscherversuch Es ist eine Zeitstandprfmaschine in Anlehnung an DIN 51226 mit Spannzeug zum Sicherstellen einer sicheren und zentrischen Einspannung und Belastung der Probe zu verwenden. DIN 8526:2016-03 10 6 Versuchsdurchfhrung und Versuchsauswertung 6.1 Allgemeines Die Pro

31、ben sind nach dem Lten 3 Tage lang bei Raumtemperatur zu lagern. Whrend dieser Zeitspanne sind die Proben spanend auf die Endabmessungen (siehe Bild 2 b) zu bearbeiten. Vor der Belastung ist die Dicke d der Scheibe auf 0,1 mm zu messen und die Scherflche zu berechnen. Dann ist die Probe mit dem Span

32、nzeug in die Prfmaschine einzuspannen. 6.2 Scherversuch Fr die Klassifizierung ist die Probe mit einer konstanten Traversengeschwindigkeit von 1 mm/min bei (25 5) C zu belasten. Die beim Bruch der Probe wirkende Hchstkraft ist abzulesen. Die Scherfestigkeit aBin N/mm2ist als Quotient aus Hchstkraft

33、und Scherflche zu ermitteln. Das Verformungsverhalten von Weichloten hngt sehr stark von der Temperatur und der Belastungsgeschwindigkeit ab. Deshalb drfen zur Untersuchung des Festigkeitsverhaltens die Prftemperatur und die Belastungsgeschwindigkeit an die erwarteten Betriebsbedingungen angepasst w

34、erden. Diese Parameter sind im Prfbericht zu vermerken. 6.3 Zeitstandscherversuch Zur Bestimmung der Zeitstandscherfestigkeit von Ltverbindungen gengt es, die Belastungszeiten einzelner Proben ber einen Bereich zwischen 0,1 h und 103h bei Prftemperatur zu ermitteln. Zu diesem Zweck mssen die Belastu

35、ngen der Proben so gewhlt werden, dass sich die Belastungszeiten annhernd gleichmig auf den untersuchten Zeitbereich verteilen. Zum Auswerten sind die Belastungen der Proben im halblogarithmischen Mastab ber ihren Belastungszeiten aufzutragen. Die Zeitbruchlinie ist durch grafische Mittelung der Mes

36、spunkte zu bestimmen. Zur Untersuchung der Zeitstandscherfestigkeit fr praktische Belange sind auch Prfungen ber grere Zeitspannen vorzunehmen. 7 Prfbericht Im Prfbericht sind mindestens anzugeben: a) Verweisung auf diese Norm (DIN 8526); b) Anzahl der Scherproben; c) Grundwerkstoff, Lotwerkstoff, F

37、lussmittel; d) Prftemperatur; e) Belastungsgeschwindigkeit; f) Ltgert und Temperaturprofil bei der Probenherstellung; g) Dauer von Beginn des Erwrmens bis zur Beendigung des Nachwrmens; h) Dicke d der Scheibe; i) Ltspaltbreite, Scherflche; j) Scherfestigkeit aBin N/mm2bzw. Zeitstandscherfestigkeit a

38、B/ (Zeit) in N/mm2; k) Einzelwerte und Mittelwert; l) Art und Umfang sichtbarer Ltfehler der Bruchstelle; m) Datum. DIN 8526:2016-03 11 Anhang A (informativ) Erluterungen Diese Norm stimmt in wesentlichen Teilen mit ISO 5187, Welding and allied processes Assemblies made with soft solders and brazing

39、 filler metals Mechanical test methods, berein. Gegenber der ISO-Norm ist eine Auswahl der Scherprobe (Typ 1) getroffen worden und die statistische Auswertungsmethode blieb unbercksichtigt. Da Weichlotverbindungen in der Praxis meistens auf Scherung beansprucht werden, wurde als einzige Prfmethode d

40、er Scherversuch gewhlt. Zur Klassifizierung von Weichloten werden Stahlproben vorgeschrieben, da bei ihnen praktisch keine Beeinflussung der Scherfestigkeit durch Diffusionszonen am bergang zwischen Grundwerkstoff und Lot stattfindet. Die Ltvorrichtung entspricht im grundstzlichen Aufbau dem Ltgert

41、nach DIN EN 12797:2000-12, Bild 4, zur Prfung von Hartltverbindungen. Anstelle des Gabelbrenners wurde ein neunflammiger Acetylen-Sauerstoff-Ringbrenner eingefhrt. Sechs nach oben gerichtete Flammen bewirken eine indirekte Erwrmung der Ltstelle, und drei nach unten gerichtete Flammen erwrmen den Run

42、dstab unterhalb der Ltstelle und verhindern so ein Abflieen der Wrme von der Ltstelle. Das Brenngasgemisch Acetylen-Sauerstoff ergibt eine stabile Flammenzone und in Verbindung damit eine gut reproduzierbare Flammeneinstellung. Die relativ groe Anzahl der Einzelflammen gewhrleistet eine gleichmige W

43、rmeverteilung und gestattet das Einstellen aller beim Weichlten erforderlichen Temperaturen in der nach 4.4 vorgeschriebenen Ltzeit. Bei speziell gewhlten Werkstoffpaarungen kann eine Anpassung des Ringbrenners erforderlich sein. Das Festlegen der Ltzeit anhand der Lttemperatur wre noch gnstiger, er

44、hht aber den experimentellen Aufwand. Bei Ltungen von Steckverbindungen mit Pb50Sn50Sb an SD-Cu und S235JRC wurde festgestellt, dass die Scherfestigkeit Hchstwerte bei der Lttemperatur erreicht, die 60 K bis 80 K ber der Liquidustemperatur des Lotes liegt 6. Die Lagerzeit hat bei vielen Weichloten e

45、inen entscheidenden Einfluss auf die Festigkeitseigenschaften 6, 7, 8 und musste deshalb vorgeschrieben werden. Da die Scherfestigkeit von Weichltverbindungen auch in besonders starkem Mae von der Belastungsgeschwindigkeit beeinflusst wird, musste diese ebenfalls festgelegt werden. Sie muss genau ei

46、ngehalten werden 6. DIN 8526:2016-03 12 Literaturhinweise 1 DIN 51226, Werkstoffprfmaschinen Zeitstandprfmaschinen fr Zugbeanspruchung metallischer Werkstoffe 2 DIN EN 12797, Hartlten - Zerstrende Prfung von Hartltverbindungen 3 DIN EN ISO 7500-2, Metallische Werkstoffe Prfung von statischen einachs

47、igen Prfmaschinen Teil 2: Zeitstandprfmaschinen fr Zugbeanspruchung Prfung der angewendeten Kraft 4 DIN EN ISO 9513, Metallische Werkstoffe Kalibrierung von Lngennderungs-Messeinrichtungen fr die Prfung mit einachsiger Beanspruchung 5 ISO 5187, Welding and allied processes Assemblies made with soft

48、solders and brazing filler metals Mechanical test methods 6 Koch, H. und Wsserbach, W.: Untersuchungen an Weichltverbindungen als Beitrag zur Entwicklung geeigneter Prfverfahren fr die statische und dynamische Festigkeit. Schweien und Schneiden 12 (1960), Heft 1, S. 2/10 (siehe Sonderdruck). 7 Zrn, H. und Nesse, T.: Beitrag zum Zeitstandverhalten von Ltverbindungen aus Zinn-Weichloten bei Raumtemperatur. Schweien und Schneiden 18 (1966), H. 1, S. 2/10. 8 Zrn, H. und Nesse, T.: Die metallurgischen Vorg