27.3.2. Испытания на удар

Испытания на удар производятся в соответствии с ГОСТ 23046-78. Данный стандарт распространяется на паяные соединения из металлов и сплавов, которые подвергаются ударным нагрузкам, и устанавливает метод испытаний для определения относительной работы разрушения.

Испытания проводят при определении качества паяных соединений, пригодности способов, режимов и материалов, применяемых при пайке.

Для испытаний на ударный изгиб (ГОСТ 2304678) применяются образцы типов IIII, на ударный срез – типа IV (рис. 27.427.7).

Образцы для испытаний следует изготовлять из спаянных для этих целей заготовок или из контролируемого соединения. Рекомендуется брать длину заготовки, обеспечивающую вырезку не менее пяти образцов типа IIII.

Вырезку заготовок для образцов необходимо производить механическим способом. Допускается применять другие способы резки, при этом должен быть предусмотрен припуск, обеспечивающий удаление зоны термического влияния или наклепа.

Рис. 27.4. Образец типа I для испытания на ударный изгиб: а – вид сверху; б – вид сбоку; П – прокладка; s  толщина паяемого материала 36 мм.

Рис. 27.5. Образец типа II для испытаний на ударный изгиб.

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 технологическом процессе.

Величину зазора при пайке рекомендуется обеспечивать с помощью соответствующих приспособлений. Допускается обеспечивать зазор с помощью прокладок, которые рекомендуется изготовлять из паяемого материала. Участок паяного шва с прокладками должен быть удален в процессе изготовления образцов.

Правка и рихтовка паяных заготовок не допускаются.

Надрез на паяных образцах должен быть выполнен в соответствии с требованиями ГОСТ 945478.

Образцы из паяных заготовок или контролируемого соединения должны изготовляться на металлорежущих станках, с помощью анодно-механичской резки или другими способами. Заусенцы на гранях образцов должны быть удалены легкой запиловкой с радиусом закругления не более 1 мм.

При изготовлении образцов внахлестку (см. рис. 27.4; 27.7) обеспечивают с помощью инструмента величину галтели не более 0,3 мм.

Перед испытаниями следует измерить с точностью до 0,1 мм длину и ширину шва образцов, паянных внахлестку и встык, а также длину шва образцов, паянных вскос. Ширину шва образцов, паянных вскос, вычисляют по результатам измерения линейных размеров образцов, округляя значения до 0,1 мм.

По полученным результатам вычисляют площадь паяного шва, округляя значения до 0,5 мм².

Испытания паяных образцов следует проводить на маятниковых копрах в соответствии с ГОСТ 1070882.

Для испытания паяных образцов типа IV на ударный срез нож маятника следует заменить ударным грузом, в котором крепят образец. На станине копра следует установить специальные упоры. Запас энергии маятника с ударным грузом должен соответствовать шкале копра при любом значении угла подъема маятника. Место крепления паяного образца в ударном грузе должно быть определено с таким расчетом, чтобы ударный импульс был направлен по касательной к окружности, которую описывает центр удара маятника.

Расстояние от оси подвески маятника до центра удара L, мм, рассчитывают по формуле:

L  l₀/(ml), (27.1) где l₀ – момент инерции маятника относительно оси подвески, кгсмм²;

m  масса маятника, кг.

Рис. 27.6. Образец типа III для испытаний на ударный изгиб.

Рис. 27.7. Образец типа IV для испытаний на ударный срез; s  толщина образца 810 мм.

Испытания паяных образцов на ударный срез проводят на образцах типа IV при температурах от 100 до 20 С в соответствии с техническими условиями на изделия и с требованиями ГОСТ 945478.

Величину относительной работы разрушения паяного образца А, Дж/мм², вычисляют по формуле А  А₀/F, где А₀ – работа удара, затраченная на разрушение паяного образца, Дж; F  площадь паяного шва до испытаний, мм².

Проверку достоверности полученных результатов рекомендуется проводить в соответствии с приложением 1 к ГОСТ 2883090 и ИСО 5187–85.

Испытания проводят на прессах или универсальных испытательных машинах, отвечающих требованиям ГОСТ 28840-90. Установки для испытаний должны обеспечивать запись в виде диаграммы в координатах усилие – деформация.

Испытаниям подвергают не менее трех образцов. Образец изгибают сосредоточенной нагрузкой. При установке на опоры продольная ось образца должна быть перпендикулярна оси изгиба. Испытания на изгиб следует проводить при плавном увеличении нагрузки.

При испытаниях до появления первой трещины скорость испытания не должна превышать 15 мм/мин. Испытания проводят с записью диаграммы при увеличении по оси деформации не менее 50 крат. Момент появления трещины в паяном шве фиксируют по появлению первого скачка, изгиба или перелома на диаграмме записи или визуально. Если трещина не образуется, испытания проводят до нормируемого угла или до параллельности сторон (угол изгиба 180). Испытания до параллельности сторон проводят согласно требованиям раздела 4 ГОСТа 140192003.

Величину нагрузки при появлении первой трещины определяют по диаграмме записи или по шкале силоизмерителя испытательной машины.

Угол изгиба  измеряют без снятия нагрузки. Допускается измерение угла после снятия нагрузки при условии соответствия величины измеренного угла требованиям стандартов или технических условий на испытуемое соединение. Угол изгиба измеряют посредством инструментальных микроскопов, угломеров или транспортиров, обеспечивающих погрешность измерения не более 2. За угол изгиба паяного соединения принимают угол, полученный как среднее арифметическое результатов испытаний не менее трех образцов.

При определении предельной пластической деформации паяного соединения, характеризуемой нагрузкой и углом изгиба в момент появления первой трещины, рекомендуется рассчитывать предел прочности при изгибе _изг, МПа (кгс/мм²), по формуле

_изг  3Pl/(2ba²), (27.2)

где Р – нагрузка в момент появления первой трещины, Н (кгс);

l  расстояние между опорами, мм;

b  ширина образца, мм;

a  толщина образца, мм.