SU1755095A1 - Method of manufacturing a specimen for investigating mechanical properties of soldered joints of dissimilar materials - Google Patents
Method of manufacturing a specimen for investigating mechanical properties of soldered joints of dissimilar materials Download PDFInfo
- Publication number
- SU1755095A1 SU1755095A1 SU894718836A SU4718836A SU1755095A1 SU 1755095 A1 SU1755095 A1 SU 1755095A1 SU 894718836 A SU894718836 A SU 894718836A SU 4718836 A SU4718836 A SU 4718836A SU 1755095 A1 SU1755095 A1 SU 1755095A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- solder
- strength
- materials
- thickness
- sample
- Prior art date
Links
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Сущность изобретени : к одной из корпусных деталей припаивают сначала элемент из более хрупкого, труднообрабатываемого материала толщиной не менее, чем в 3 раза превышающей глубину взаимодействи припо с данным материалом, затем обрабатывают этот элемент до толщины не более двойной глубины взаимодействи и припаивают к нему со свободной стороны тем же припоем и в том же режиме вторую корпусную деталь, после чего образец поступает на испытание. 3 ил. о W ёSUMMARY OF THE INVENTION: First, an element of a more brittle, difficult-to-work material is soldered to one of the body parts with a thickness not less than 3 times greater than the depth of interaction of solder with this material, then this element is processed to a thickness not more than twice the depth of interaction and soldered to it with free hand the same solder and in the same mode, the second body part, after which the sample enters the test. 3 il. oh w
Description
Изобретение относитс к исследованию физико-механических свойств неразъемных соединений, а именно к способу изготовлени образца дл исследовани механических свойств па ных соединений разнородных материалов с резко различными свойствамиThe invention relates to the study of the physicomechanical properties of permanent joints, and specifically to a method of making a sample for studying the mechanical properties of the steam joints of dissimilar materials with sharply different properties.
Известны способы изготовлени образцов дл исследовани механических свойств па ных соединений, в которых соедин ютс (спаиваютс ) отдельные детали, изготовленные из различных материалов.Methods of making samples are known for studying the mechanical properties of solder joints in which individual parts made of various materials are joined (soldered).
Недостатком известных способов изготовлени таких образцов вл етс невоз- м ожность обеспечить определение прочности непосредственно па ного шва.A disadvantage of the known methods of making such samples is the inability to determine the strength of the directly seam weld.
когда она существенно выше прочности хот бы одного из соедин емых материалов. В этом случае при испытани х, как правило, разрушаетс менее прочна деталь, не позвол оценить действительную прочность па ного соединени . Кроме того, изготовление подобных образцов из дорогих, дефицитных и труднообрабатываемых материалов (драгметаллы и их сплавы, кремний , германий, твердые сплавы и т.п.) экономически нецелесообразно.when it is significantly higher than the strength of at least one of the materials being joined. In this case, when testing, a less durable part, as a rule, is destroyed, it is not possible to estimate the actual strength of the joint. In addition, the manufacture of such samples from expensive, scarce and difficult-to-work materials (precious metals and their alloys, silicon, germanium, hard alloys, etc.) is not economically feasible.
Указанные недостатки менее выражены при изготовлении после пайки в цилиндрическом стыковом образце V-образной проточки в зоне па ного шва, уменьшающей его нагружаемое сечение.These drawbacks are less pronounced in the manufacture after soldering in a cylindrical butt specimen of a V-shaped groove in the zone of the weld seam, which reduces its load-bearing section.
4 СЛ СЛ О О СЛ4 SL SL O O SL
Изготовленный таким способом образец при раст жении действительно разрушаетс чаще всего пи шву, но необходимость механической обработки образца после пайки, наличие концентратора напр жений, усложн - ющего характер напр жений в па ном соединении , и невозможность выдержать размеры проточек и их расположение по центру шва дл вЈех образцов в партии, привод т к большому разбросу эксперимен- тальных данных, что не обеспечивает получени надежных результатов.A sample made in this way during stretching does most often fail at the seam, but the need for machining the sample after soldering, the presence of a stress concentrator, complicating the nature of the stresses in the joint, and the inability to withstand the dimensions of the grooves and their location in the center of the seam for All samples in a batch lead to a large variation of experimental data, which does not ensure reliable results.
Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ изготовлени образца дл исследовани механических свойств па ных соединений разнородных материалов, включающий пайку образца из трех деталей с введением припо между ними.The closest to the present invention is a method of making a sample for studying the mechanical properties of the soldering joints of dissimilar materials, including soldering a sample of three parts with the introduction of solder between them.
Согласно этому способу один из па емых материалов (металл) впаивают в виде прокладки толщиной 0,3-2,0 мм между двум корпусными детал ми из менее прочного материала - керамики. Прокладку до пайки обрабатывают на требуемую толщину, затем собирают узел, помеща между керами- ческими детал ми прокладку и припой между прокладкой и корпусными детал ми. Пайку обоих швов осуществл ют одновременно . Изготовленный двухшовный образец используетс дл испытани па ных соединений на изгиб.According to this method, one of the soldered materials (metal) is sealed in the form of a gasket with a thickness of 0.3-2.0 mm between two body parts of a less durable material - ceramics. Before the soldering, the gasket is processed to the required thickness, then the assembly is assembled by placing a gasket and solder between the gasket and the body parts between the ceramic parts. Both seams were soldered simultaneously. The fabricated two-seam pattern is used to test bead joints.
Недостатком такого способа вл етс то, что при испытании изготовленных таким образом образцов разрушение по па ному шву, следовательно, и определение прочно- сти па ного шва достигаетс лишь в случае, когда прочность па емых материалов выше прочности па ного шва. При другом соотношении свойств па емых материалов прочность па емого соединени оценить не удаетс , если материал прокладки не про- взаимодействовал с припоем на всю толщину . В па ных соединени х ширина зоны взаимодействи припо с основным материалом вл етс величиной пор дка 0,05- 0,1 мм. Прокладка из более слабого материала толщиной, обеспечивающей взаимодействие с припоем на всю ее величину, реально выполнима только из достаточно пластичных металлов и сплавов. Изготовле- ние прокладок такой толщины из хрупких или труднообрабатываемых материалов вл етс сложным и дорогосто щим.The disadvantage of this method is that, when testing samples made in this way, the destruction of the weld seam, therefore, the determination of the strength of the weld seam is achieved only when the strength of the soldered materials is higher than the strength of the weld seam. At a different ratio of the properties of the materials to be poured, the strength of the compound to be poured cannot be assessed if the gasket material did not react with the solder to the full thickness. In solder joints, the width of the interface between solder and base material is in the order of 0.05-0.1 mm. Laying out of a weaker material with a thickness that provides interaction with solder over its entire size is really feasible only from sufficiently ductile metals and alloys. The fabrication of gaskets of such thickness from brittle or hard-to-machine materials is complex and expensive.
Цель изобретени - разработка спосо- ба изготовлени образца, обеспечивающего исследование свойств па ного шва, прочность которого выше прочности одного из па емых материалов, снижени трудоемкости и стоимости исследований.The purpose of the invention is to develop a method of manufacturing a sample that provides a study of the properties of a weld seam, the strength of which is higher than the strength of one of the melted materials, reducing the labor intensity and cost of research.
Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу изготовлени образца дл исследовани механических свойств па ных соединений разнородных материалов, включающему пайку образцов из трех деталей с введением припо между ними, к одной из деталей, выполненной из более прочного материала, припаивают сначала деталь из менее прочного, хрупкого или труднодеформируемого материала, обрабатывают ее до толщины не более двойной глубины взаимодействи припо с данным материалом и припаивают к месту обработки вторую деталь из более прочного материала .This goal is achieved by the fact that according to the method of making a sample for studying the mechanical properties of the steam joints of dissimilar materials, including soldering samples of three parts with solder in between, one of the parts made of a stronger material is soldered first brittle or hard-to-deform material, process it to a thickness of no more than double the depth of solder interaction with this material and solder to the place of processing the second part of a more durable of material.
По предлагаемому способу изготовлени образца к одной из корпусных деталей, выполненной из более прочного в исследуемом соединении материала, припаивают сначала деталь из хрупкого или труднообрабатываемого материала, имеющую толщину , не менее чем в три раза превышающую предварительно определ емую глубину взаимодействи припо с данным материалом, затем обрабатывают деталь до толщины не более двойной глубины взаимодействи и припаивают к ней со свободной стороны тем же припоем и в том же режиме вторую корпусную деталь из более прочного материала .According to the proposed method of making a sample, one of the body parts made of a material that is more durable in the compound under investigation is soldered first with a part made of brittle or difficult-to-work material, having a thickness not less than three times the predetermined depth of solder interaction with this material, then process the part to a thickness of no more than double the depth of interaction and solder to it from the free side with the same solder and in the same mode a second body part of stronger of material.
Выбор исходной толщины промежуточной детали, превышающей трехкратную глубину (д) взаимодействи припо с па емым материалом, св зан с тем, что предварительное изготовление ее требуемой (двукратной ) толщины из хрупких и труднообрабатываемых материалов часто вл етс проблематичным, поэтому ее изготавливают большей толщины. После того, как промежуточную деталь припаивают к одной из корпусных деталей, сошлифовать ее до толщины двукратной глубины взаимодействи с припоем технологически значительно проще. Толщина промежуточной детали, равна двукратной глубине взаимодействи припо с данным материалом, обусловлена тем, что так как пайка промежуточной детали двусторонн , то в этом случае припой насквозь пропитывает всю толщину детали, армиру ее, и тем самым увеличива ее прочность до прочности, превышающей прочностные свойства самого припо .The choice of the initial thickness of the intermediate part, exceeding three times the depth (e) of the solder interaction with the material being fed, is due to the fact that the preliminary production of its required (twice) thickness from brittle and difficult-to-work materials is often problematic, therefore it is made more thick. After the intermediate part is soldered to one of the body parts, it is technologically much easier to grind it down to a thickness of twice the depth of interaction with the solder. The thickness of the intermediate part is equal to twice the depth of interaction of the solder with this material, due to the fact that since the soldering of the intermediate part is two-sided, in this case the solder will permeate through the entire thickness of the part, reinforce it, and thereby increase its strength to strength exceeding the strength properties solder itself.
Полученное таким образом па ное соединение включает прослойку дорогого, хрупкого или труднообрабатываемого, но менее прочного материала, на всю толщину провзаимодействовавшего с припоем в процессе пайки, и все другие слои взаимодействи припо с исследуемым сочетаниемThe solder joint obtained in this way includes a layer of expensive, brittle or difficult-to-work, but less durable material that has completely interacted with the solder during the soldering process, and all other layers of solder interaction with the studied combination
па емых материалов (диффузионные, типа твердого раствора или химических соединений ).soldered materials (diffusion, such as solid solution or chemical compounds).
На фиг.1 и фиг,2 представлена схематически последовательность изготовлени составного образца с местными разрезами, схематически изображающими структуру па ного шва с переходными зонами взаимодействи припо с па емыми материалами; на фиг.З - образец, вид сверху.Figures 1 and 2, 2 are a schematic representation of the sequence of manufacturing a composite sample with local cuts, schematically depicting the structure of the weld seam with transition zones of solder interaction with the seam materials; on fig.Z - sample, top view.
Способ осуществл етс следующим образом .The method is carried out as follows.
Вначале по известной методике определ ют глубину взаимодействи припо с менее прочным из па емых материалов. Затем изготавливают и припаивают в исследуемом режиме к детали 1 пластину 2 из менее прочного материала с размером по контуру, соответствующим форме площадки спа , и с толщиной не менее тройной глубины взаимодействи (д) припо 3 с данным материалом .First, according to a known technique, the depth of solder interaction with the less durable of the melted materials is determined. Then, in the mode under study, they are made and soldered to detail 1 plate 2 of a less durable material with a contour size corresponding to the shape of the spa site and with a thickness of at least three times the interaction depth (e) of solder 3 with this material.
Во врем пайки припой 3 взаимодействует с материалом детали 2, образу слой 4 глубиной д, и с материалом детали 1, образу слой 5. После этого с детали 2 удал ют слой 6, довод ее до толщины 1,5-2,0 д , и далее к обработанной поверхности 7 этой детали тем же припоем 3 и в том же режиме припаивают вторую корпусную деталь 8 из того же более прочного материала.During soldering, the solder 3 interacts with the material of part 2, forming a layer 4 of depth d, and with the material of part 1, forming a layer 5. Thereafter, layer 6 is removed from part 2, bringing it to a thickness of 1.5-2.0 d, and further to the treated surface 7 of this part with the same solder 3 and in the same mode solder the second body part 8 of the same more durable material.
В процессе вторичной пайки тем же припоем в том же режиме слой 9 пластинки 2 взаимодействует уже на всю толщину с припоем 3, формиру промежуточный слой 10 (фиг.1) в па ном соединении, определ ющий его прочность.In the process of secondary soldering by the same solder in the same mode, the layer 9 of the plate 2 interacts already through its entire thickness with the solder 3, forming an intermediate layer 10 (Fig. 1) in a joint that determines its strength.
При нагружении в разрывной машине изготовленных по предлагаемому способу па ных образцов разрушение происходит либо в зоне взаимодействи припо с менее прочным материалом (слой 10), либо в зоне взаимодействи с более прочным материалом корпусных деталей 1 и 8 (слой 5), либо по слою оставшегос припо 3, либо смешанное .When loaded in a tensile machine made according to the proposed method of paired specimens, the destruction occurs either in the zone of solder interaction with a less durable material (layer 10), or in the zone of interaction with the stronger material of body parts 1 and 8 (layer 5), or in the layer left behind solder 3, or mixed.
Полученна при испытани х такого сложного образца прочность максимально приближаетс к реальной прочности па ного шва, соедин ющего материалы с различными физико-механическими свойствами, особенно когда один из материалов слабее другого материала и собственно па ного шва.The strength obtained in tests of such a complex sample is as close as possible to the real strength of the weld joint connecting materials with different physicomechanical properties, especially when one of the materials is weaker than the other material and the weld joint itself.
П р и м е р. С помощью предлагаемого способа изготовлени данного образца была исследована прочность па ного шва в соединении композиционного медно-гра- фитового материала МГ9 с жаропрочнымPRI me R. Using the proposed method of manufacturing this sample, the strength of the weld seam was investigated in the compound of composite copper-graphite material MG9 with heat-resistant
сплавом БрХ 0,8, Из-за низкой прочности (10-15 МПа) медно-графит МГ9 при испытани х на раст жение разрушалс в первую очередь, в св зи с чем прочность собствен- 5 но па ного шва на известных образцах определить не удалось.due to its low strength (10–15 MPa), MG-9 copper-graphite during tensile tests was destroyed primarily, and therefore the strength of self-weld on known samples did not succeeded.
Предварительно перед пайкой основного образца определ лась глубина проникновени составл ющих припо ПМГр5 вBefore soldering the main sample, the penetration depth of the components of the PMGr5 solder was determined
0 медно-графит при пайке в том же режиме, котора составила 0,1-0,12 мм. Пайка крестообразных образцов с размерами корпусных деталей 5х 10х 10 мм проводилась в вакууме пор дка мм рт.ст. при0 copper-graphite when soldering in the same mode, which was 0.1-0.12 mm. The soldering of the cruciform specimens with the dimensions of body parts 5x 10x 10 mm was carried out in vacuum in the order of mm Hg. at
5 1000иС без никелировани медно-графитэ МГ9 активным припоем ПмГр5 системы медь-германий-галлий-хром. Далее проводилась напайка в тех же услови х обработанных уже пластинок по центру рабочей5 1000 ° C without nickel plating of copper-graphite MG9 with active solder PMGr5 of the copper-germanium-gallium-chromium system. Then, soldering was carried out under the same conditions of already processed plates in the center of the working
0 грани корпусной детали образца из сплава БрХ 0,8 (размер 5x10 мм).0 sides of the body part of the sample made of BrX 0.8 alloy (size 5x10 mm).
Напа нна пластина сошлифовывалась со свободной стороны до толщины не более 1,5-2,0 д (0,2-0,24 мм), после чего к ней в томThe press plate was ground on the free side to a thickness of no more than 1.5-2.0 d (0.2-0.24 mm), and then to it
5 же режиме и тем же припоем припаивалась втора корпусна деталь из сплава БрХ 0,8. При механических испытани х изготовленных таким образом па ных крестообразных образцов они разрушались уже по шву,In the same mode and with the same solder, the second body part made of BrX 0.8 alloy was soldered. During mechanical tests of the paired cruciform specimens thus manufactured, they were destroyed along the seam,
0 прочность которого составила 20-25 МПа.0 strength of which was 20-25 MPa.
Использование предлагаемого способа изготовлени составного па ного образца по сравнению с существующими способами обеспечивает следующие преимущества:The use of the proposed method of making a composite sample in comparison with existing methods provides the following advantages:
5 возможность определени действительной прочности собственно па ного шва в соединени х , где прочность одного из соедин емых материалов ниже прочности па ного шва, что позвол ет более обоснованно рас0 считать работоспособность па ных соединений; возможность определени прочности па ных соединений труднодеформируемых , хрупких и труднообрабатываемых материалов высокой твердости с их5 the ability to determine the actual strength of the actual weld joint in joints, where the strength of one of the joined materials is lower than the strength of the weld joint, which makes it possible to more reasonably calculate the efficiency of the joints; the ability to determine the strength of solder joints of hard-to-deform, brittle and difficult-to-work materials of high hardness with
5 минимальным расходом и трудоемкостью изготовлени ; значительное (в дес тки раз) снижение расходов драгметаллов, их сплавов и других дорогих и дефицитных материалов при определении прочности их па ных5 minimum consumption and labor-intensiveness; a significant (tenfold) reduction in the consumption of precious metals, their alloys and other expensive and scarce materials in determining the strength of their pa
0 соединений с другими материалами.0 compounds with other materials.
Предлагаемый способ может найти применение в отрасл х промышленности, где используетс пайка разнородных материа- 5 лов (машино- и приборостроение, ювелирна промышленность, пайка твердосплавного инструмента, пайка керамики, графита , медно-графита, полупроводников с металлами и т.п.).The proposed method can be used in industries where soldering of dissimilar materials is used (machine building and instrument making, jewelry industry, carbide soldering tools, ceramic, graphite, copper-graphite soldering, metal semiconductors, etc.).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU894718836A SU1755095A1 (en) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | Method of manufacturing a specimen for investigating mechanical properties of soldered joints of dissimilar materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU894718836A SU1755095A1 (en) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | Method of manufacturing a specimen for investigating mechanical properties of soldered joints of dissimilar materials |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1755095A1 true SU1755095A1 (en) | 1992-08-15 |
Family
ID=21460836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU894718836A SU1755095A1 (en) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | Method of manufacturing a specimen for investigating mechanical properties of soldered joints of dissimilar materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1755095A1 (en) |
-
1989
- 1989-07-14 SU SU894718836A patent/SU1755095A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Соединени па ные. Методы испытаний на раст жение. ГОСТ 23047-78. Recherch d un tyne d essai caracterlsant ta fragilite des erasures. Collogue Brasage hout temperature, organise par I. Instltut International de soudure a copenhague le 6 Julllet 1977. Труды конференции по электронной технике, МЭП СССР, ЦНИИПЭИИИН, 1966, с.153,166. Пайка. Методы вы влени и определени толщины прослойки химического соединени . ГОСТ 21548-76. Пайка. Методы определени эрозии па емого материала. ГОСТ 21549-76. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4203315A (en) | Reference part, especially for nondestructive testing by ultrasonic vibrations, and a method for the fabrication of said part | |
| Cantin et al. | Friction Skew-stir welding of lap joints in 5083–0 aluminium | |
| Nishimoto et al. | Transient liquid phase bonding of Ni-base single crystal superalloy, CMSX-2 | |
| SU1755095A1 (en) | Method of manufacturing a specimen for investigating mechanical properties of soldered joints of dissimilar materials | |
| CN113776941B (en) | Method for testing interface bonding strength of laser cladding stainless steel cladding layer | |
| CN114160949A (en) | Preparation method of tungsten copper-copper explosive welding composite board | |
| KR100483823B1 (en) | Manufacturing Method of Welded Specimen with Internal Fatigue Cracks | |
| SU1609590A1 (en) | Method of producing welded specimen for testing for corrosion cracking | |
| Zhang et al. | High frequency induction brazing of TiC cermets to steel with Ag–Cu–Zn foil | |
| SU1087811A1 (en) | Method of producing welded specimen | |
| SU1647350A1 (en) | Method for determining mechanical properties of steel and alloys | |
| SU1646751A1 (en) | Method for surface machining weld joints | |
| SU1528631A2 (en) | Method of producing welded specimen for corrosion tests | |
| KR100302400B1 (en) | Method for evaluating weldability of welded thick plate with ease | |
| SU1188574A1 (en) | Process of manufacturing specimen for joint shear testing | |
| JPH01184439A (en) | Foreknowing method for generation of crack of product made of jointing ceramics and metal | |
| SU1433695A1 (en) | Method of producing welded specimens | |
| RU1821318C (en) | Method of making samples with crack-like faults in weld seam | |
| Walker et al. | Component assembly using HIP diffusion bonding | |
| SU1295280A1 (en) | Specimen for testing multilayer material for shearing | |
| SU856715A1 (en) | Method of weldability testing of metals in solid state | |
| SU1540997A1 (en) | Method of correcting defects of welds | |
| Kalashnikov et al. | Features of the stir zone formation during the friction stir welding of AA5056 sheets of various thicknesses | |
| CN115655856A (en) | Mechanical property sample with prefabricated delayed cracks and preparation method thereof | |
| Quach et al. | Tensile behaviour of the dissimilar friction stir welding between pure copper and aluminium 1050 |