ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СОЕДИНЕНИЯ ПАЯНЫЕ

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ НА РАСТЯЖЕНИЕ
И ДЛИТЕЛЬНУЮ ПРОЧНОСТЬ

ГОСТ 28830-90
(ИСО 5187-85)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО УПРАВЛЕНИЮ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И СТАНДАРТАМ




Москва

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 ГОСТ 28830-90 (ИСО 5187-85)

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.

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 диффузионные процессы с образованием новых сплавов и соединений.

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;

технологию низкотемпературной (мягкой) и высокотемпературной (твердой) пайки (источник нагрева, температура пайки, 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:

а) 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;

б) 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.

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.

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.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

3.1. Результаты испытаний на растяжение и срез при комнатной температуре

Допускается использовать статистическую обработку результатов испытаний на растяжение и срез при комнатной температуре путем расчета средних значений предела прочности и средних квадратических отклонений предела прочности от результатов испытаний.

Среднее значение предела прочности и среднее квадратическое отклонение предела прочности S определяют следующим образом:

(1)

(2)

Результаты приводят для конкретного паяемого материала, поэтому фиксируют минимально-допустимое значение средней (М0).

Настоящая обработка результатов может быть обоснована следующим образом:

отношение между изменениями, вызванными методом испытания и изменениями, вызванными паяемым материалом, неизвестны;

для фиксации «минимальных допусков» необходим ряд предварительных испытаний для всех типов существующих паяемых материалов;

количество испытаний, необходимых для оценки «минимальных допусков», обычно больше, чем количество, необходимое для оценки средних значений. Принимая во внимание результаты испытаний, устанавливают правило приемки паяемого материала, если он характеризуется минимально допустимым средним значением М0.

Следовательно:

вероятность приемки паяемого материала, у которого средняя прочность меньше чем М0, должна быть равна относительно малому значению β - риск потребителя;

вероятность приемки паяемого материала, у которого средняя прочность больше чем М0, должна быть равна относительно большому значению 1 - α, где α - риск изготовителя.

Эти условия необходимо соблюдать независимо от средних квадратических отклонений, характеризующих поведение паяемого материала во время проведения испытаний.

Каждый паяемый материал рассматривают как удовлетворяющий данному значению М0, если среднее результатов измерения Xi, n-го количества испытаний соответствует условию

- KS > М0. (3)

Если задается риск α - β = 0,10 для Р = 10 %, то, используя существующие различные таблицы выборочных значений, можно получить для n = 5, K = 0,68.

При этих условиях для выполняется соотношение

- 0,68S > М0. (4)

Расчет K и n основан на законе нормального распределения. Неопределенная переменная

(5)

соответствует центральному распределению Стьюдента (если M0 - минимально допустимое среднее значение или нецентральному распределению Стьюдента 1,2816 (когда Р = 10 %), а значения K и n определяют двумя вариантами:

Pp(t > K ) = α = 0,10 (6) - для центрального распределения;

Pp(t > K ) = β = 0,10 (7) - для нецентрального распределения.

Некоторое значение предусмотренного риска оправдано для установленных режимов испытания, т.к. при этом необходимо небольшое количество испытаний, что немаловажно с экономической точки зрения.

3.2. Кратковременная прочность при высокотемпературных испытаниях образцов на срез.

Эти испытания позволяют построить кривую разрушающих напряжений в координатах: прочность в мегапаскалях - температура в градусах Цельсия.

На черт. 7 приведен пример кривых, полученных по значениям трех температурных испытаний.

ФОРМА И РАЗМЕРЫ ОБРАЗЦОВ

Черт. 9

Таблица 5

Варианты исполнения головок образцов

Черт. 14

Таблица 8

ПРИМЕРЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

Количество образцов, необходимое для проведения эксперимента, определяют в соответствии с приложением 2.

По табл. 1 для δ = 10 % = 0,1; β = 0,95 и υ = 10 % = 0,1 в случае нормального закона распределения n = 5.

Пример 1

При обработке результатов испытаний пяти паяных образцов был получен следующий вариационный ряд значений σв 18,7, 18,2; 17,4; 16,2; 16,0 кгс/мм2.

Среднее арифметическое значение подсчитывают по формуле (12)

= (18,7 + 18,2 + 17,4 + 16,2 + 16,0)/5 = 17,3 кгс/мм2.

Для определения среднего квадратического отклонения находят значение

(см. табл. 15).

Таблица 15

кгс/мм2

i σвi
1 18,7

17,3

+1,4 1,96

5,68

2 18,2 +0,9 0,81
3 17,4 +0,1 0,01
4 16,2 -1,1 1,21
5 16,0 -1,3 1,69

По формуле (14) определяют среднее квадратическое отклонение

= 1,19 кгс/мм2.

Границы доверительного интервала случайной погрешности вычисляют по формуле (19)

ε = 1,19·2,132/5 = 1,13 кгс/мм2.

Значение t находят по табл. 10 или 11. Для K = n - 1 = 4 при β = 0,95.

Проверяют коэффициент вариации, для чего по формуле (27) находят его значение υ = 1,19/17,3 = 0,0687, и результат сравнивают с принятым коэффициентом.

Полученный коэффициент вариации меньше заданного, следовательно n определено правильно.

Для оценки принадлежности резко выделяющегося (выпадающего) значения σв* данному вариационному ряду и принятия решения об исключении или оставлении σв* = σв1 = 18,7 кгс/мм2 в составе ряда определяют среднее квадратическое отклонение без выпадающего значения

(29)

= 1,11 кгс/мм2.

Находят отношение разности выпадающего значения и среднего арифметического к среднему квадратическому отклонению:

Un* = (σв* - )/S*; (30)

Un* = (18,7 - 17,3)/1,11 = 1,26.

Полученный результат сравнивают со h, взятым из табл. 16 или 17 для данного числа образцов n* и принятой доверительной вероятности β.

Таблица 16

Предельные значения h при n < 21

Число образцов n*

Предельные значения h при вероятности β

0,90 0,95
3 1,15 1,15
4 1,42 1,46
5 1,60 1,67
6 1,73 1,82
7 1,83 1,94
8 1,91 2,03
9 1,98 2,11
10 2,03 2,18
11 2,09 2,23
12 2,13 2,29
13 2,17 2,33
14 2,21 2,37
15 2,25 2,41
16 2,28 2,44
17 2,31 2,48
18 2,34 2,50
19 2,36 2,53
20 2,38 2,56
n* = n - 1.    

Примечание. Величины, помеченные звездочкой, принадлежат новому вариационному ряду без анормальных («выпадающих») значений.

Если Un*h, то подозреваемый в анормальности результат может быть исключен, в противном случае он принадлежит данному вариационному ряду и его не исключают.

При n ≤ 21 значение h находят по табл. 16.

Таблица 17

Предельные значения h при n ≥ 21

Число образцов n*

Предельные значения h при вероятности β

0,90 0,95 0,99
20 2,559 2,799 3,289
25 2,635 2,870 3,351
30 2,696 2,928 3,402
40 2,792 3,015 3,480
50 2,800 3,082 3,541
100 3,076 3,285 3,723
250 3,339 3,534 3,946

где n* = п - 1.

Из табл. 16 для n* = 4 и β = 0,95 находят h = 1,46, т.е.

Un* < h.

Значение σв, полученное при испытании первого образца, не является грубой погрешностью и принадлежит данному вариационному ряду.

Следовательно, значения, полученные при статистической обработке результатов испытаний, являются окончательными:

= 17,3 кгс/мм2, S = 1,19 кгс/мм2; β = 0,95, ε = 1,13 кгс/мм2.

Пример 2

При обработке результатов испытаний пяти паяных образцов получен следующий вариационный ряд значений σв 18,7; 17,8; 17,1; 16,7; 16,2 кгс/мм2.

Среднее арифметическое значение = 17,3 кгс/мм2.

Таблица 18

i σвi
1 18,7

17,3

+1,4 1,96

3,82

2 17,8 +0,5 0,25
3 17,1 -0,2 0,04
4 16,7 -0,6 0,36
5 16,2 1,1 1,21

По формуле (14) определяют среднее квадратическое отклонение

= 0,977 кгс/мм2,

по формуле (19) находят

ε = 0,977·2,132/ = 0,93 кгс/мм2.

Определяют по формуле (27) расчетный коэффициент вариации

υ = 0,977/17,3 = 0,0565

υ расчетное меньше υ заданного, следовательно n определено правильно.

Определение анормального (выпадающего) результата в выборке

= 17,3 кгс/мм2,

σв* = σв1 = 18,7 кгс/мм2,

для чего по формуле (14) подсчитывают S*, причем σв* = 18,7 кгс/мм2 в расчет не принимают

= 0,787 кгс/мм2.

По формуле (30) находим

Un* = (18,7 - 17,3)/0,787 = 1,78.

При табличном значении h = 1,46,

Un* > h

следовательно, значение σв, полученное при испытании первого образца, является грубой погрешностью и может быть исключено из данного вариационного ряда. В этом случае вычисляют новые значения , S и ε:

= (17,8 + 17,1 + 16,7 + 16,2)/4 = 17 кгс/мм2;

= 0,68 кгс/мм2;

ε = 0,68·2,132/ = 0,72 кгс/мм2.

Записывают окончательный результат испытаний:

= 17 кгс/мм2, S = 0,08 кгс/мм2, β = 0,95, T = 0,72 кгс/мма.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

РАЗРАБОТЧИКИ

Срок проверки 1996 г.

СОДЕРЖАНИЕ

0. Введение. 1 1. Область распространения. 2 2. Методы испытаний. 2 3. Обработка результатов. 12 Приложение 1Протоколиспытаний паяных образцов на растяжение при кратковременных и длительных испытаниях. 15 Приложение 2Форма и размеры образцов. 16 Приложение 3 Схема размещения образцов в герметизируемом криостате. 20 Приложение 4Порядок статистической обработки результатов испытаний. 22 Информационные данные. 30

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СОЕДИНЕНИЯ ПАЯНЫЕ

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ НА РАСТЯЖЕНИЕ
И ДЛИТЕЛЬНУЮ ПРОЧНОСТЬ

ГОСТ 28830-90
(ИСО 5187-85)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО УПРАВЛЕНИЮ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И СТАНДАРТАМ




Москва

Дата: 2019-04-23, просмотров: 185.