ISO 3683:1978
(Main)Soft soldered joints — Determination of shear strength
Soft soldered joints — Determination of shear strength
Assemblages exécutés par brasage tendre — Détermination de la résistance au cisaillement
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INTERNATIONAL STANDARD 3683
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATIOWME~YHAPO~HAR OPrAHM3AUHR il0 CTAH~PTM3AUMH.oRGANiSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Soft soldered joints - Determination of shear strength
*
Assemblages exécutés par brasage tendre - Détermination de la résistance au cisaillement
First edition - 1978-10-01
-
- w UDC 621.791.35 Ref. No. IS0 3683-1978 (E)
Co
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Descriptors : soldering, brazed and soldered joints, mechanical tests, shear tests, test specimen conditioning.
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Price based on 7 pages
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FOREWORD
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation
of national standards institutes (IS0 member bodies). The work of developing
International Standards is carried out through IS0 technical committees. Every
member body interested in a subject for which a technical committee has been set
up has the right to be represented on that committee. International organizations,
governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated
to the member bodies for approval before their acceptance as International
Standards by the IS0 Council.
International Standard IS0 3683 was developed by Technical Committee
ISO/TC 44, Welding, and was circulated to the member bodies in November 1976.
It has been approved by the member bodies of the following countries :
I
Austria Israel South Africa, Rep. of
Belgium Italy Spain
Bulgaria Japan Sweden
Canada Korea, Rep. of Switzerland
Finland Mexico Turkey
France Netherlands U.S.A.
Germany Poland Yugoslavia
India Romania
The member body of the following country expressed disapproval of the document
on technical grounds :
United Kingdom
O International Organization for Standardization, 1978
I
Printed in Switzerland
I
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INTERNATIONAL STANDARD IS0 3683-1978 (E)
Soft soldered joints - Determination of shear strength
O INTRODUCTION
These problems are being investigated by the IIW') with a
view to establishing a method for characterizing a filler
A soft soldered joint is not a homogeneous body but a
metal. The representative characteristics selected to this
heterogeneous assembly of different metals having different
effect are the instantaneous shear strength either at ambient
physical and chemical properties. At its simplest, it consists
temperature or in the hot condition, and the creep shear
of the filler metal and the parent metal. However, in most
strength, either at ambient temperature or in the hot
applications, diffusion phenomena may take place at the
condition.
joint interface so that a series of new alloys, which differ
from one another as well as from the filler metal and from The results obtained may be used for filler metal classifica-
the parent metal, form in the bonding zone. tion or in order to provide knowledge of the strength of a
soft soldered joint.
In a study of the strength of such heterogeneous joints, the
simplified assumptions of the elastic theory, valid for a
It should be noted that other tests must take into consider-
homogeneous metallic body, where the stresses due to ation the nature of the filler metal, the metals to be joined
external forces are uniformly transmitted from a surface and the type of joint.
element or a volume element to the adjoining elements, are
no longer applicable.
1 SCOPE
It follows that the concept of the "strength of a filler
metal" must be strictly limited to the metal solidified after
This International Standard specifies methods of deter-
fusion. The strength of a soft soldered joint being, however,
mining the shear strength of joints made by soft soldering
dependent on the intrinsic strength of the filler metal and
and describes a method of interpreting the results.
on a number of external factors, it is obvious that tests
made in order to determine this strength must be carried
out in accordance with precisely defined conditions, due
consideration being given both to the characteristics of the
2 FIELD OF APPLICATION
filler metal and to the external factors. These factors are :
It concerns the filler materials intended for soldering
- composition and strength of the parent metal,
ferrous and non-ferrous materials and alloys and the assem-
blies obtained thereby.
- shape of test specimen,
- geometry and surface condition of the joint,
3 TEST METHODS
- soft soldering flux used,
- soft soldering technique used (heat source, soft
3.1 Type of joint
soldering temperature, heating speed, etc.),
For the determination of the conventional shear strength,
- number of tests,
an assembly of two jointed parts is used with a fit such
that the soft soldered joint will be shear stressed when a
- method used to interpret results,
tensile stress is applied to the test piece. Two test pieces
- nature and importance of the defects on the fracture
are proposed (see figures 1 and 2). The user can select
surface. either.
1) International Institute of Welding.
1
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IS0 3683-1978 (E)
3.4.7 To determine the instantaneous cold shearing
3.2 Selection of the parent metal
strength, five test pieces are required.
For the classification of filler metals, usual grade carbon
steel with a minimum tensile strength of 360 N/mm2* To plot a curve of the instantaneous hot shearing strength,
should be used as a parent metal, the fits to be adopted five to ten test pieces are required.
being specified in figures 1 and 2.
To plot a shear-creep curve for a given temperature, five to
In practice, if strength data are wanted, the metal used for ten test pieces are required.
the parts may have to be used as the test piece parent
metal. Similarly, the fits of the test piece shall be those of
4 EXECUTION OF SHEAR TESTS
the parts.
4.1 All shear tests are carried out with fixtures (figures 4
3.3 Preparation of the surface
and 5) and machines eliminating any parasitic bending
If the parent metal is mild steel, the joint surfaces shall be effects in the test pieces.
degreased with ethylene perchloride, then immersed in
hydrochloric acid (10% by volume, p 1,4 g/cm3) before
4.2 The instantaneous cold shear test pieces should be
soft soldering. After these operations, the parts shall be
loaded at a rate of about 1,9 N/s and at an ambient tempera-
rinsed in distilled water.
ture of 18 to 24 OC.
The instantaneous hot shear test pieces can be loaded on a
3.4 Operating conditions
standard tensile test machine fitted with an oven. Prior to
loading, the test piece temperature should be allowed to
3.4.1 The soft soldering fixture to be used for flame-
stabilize for 1 h and the oven temperature should be
heating the test piece is illustrated in figure 3. It consists
controlled within f 3 OC minimum.
essentially of a base plate (1) on which a test-piece support
(2), a clamping device (3) and a swivelling support (4) are
For shear test pieces intended for cr
...
NO R M E INTERN AT IO N ALE 3683
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.MEmAYHAPOllHAR OPTAHH3AUHR Il0 CTAHAAPTH3AUHHODRGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Assemblages exécut6s par brasage tendre - Détermination
de la résistance au cisaillement
Soft solderedjoints - Determination of shear strength
Première édition - 1978-10-01
CDU 621.791.35 Réf. no : IS0 3683-1978 (F)
Doscriptours : brasage tendre, Joint brazé, essai mécanique, essai de cisaillement, pdparation de spécimen d'essai.
Prix basé sur 7 pages
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AVANT-PROPOS
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d'organismes nationaux de normalisation (comités membres de I'ISO). L'élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I'ISO. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I'ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont
soumis aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme
Normes internationales par le Conseil de I'ISO.
I
La Norme internationale IS0 3683 a été élaborée par le comité technique
ISO/TC 44, Soudure, et a été soumise aux comités membres en novembre 1976.
Les comités membres des pays suivants l'ont approuvée :
Afrique du Sud, Rép d' Finlande Pologne
Allemagne France Roumanie
Autriche Inde Suède
Belgique Israël Suisse
Bulgarie Italie Turquie
Canada Japon U.S.A.
Corée, Rép. de Mexique Yougoslavie
Espagne Pays-Bas
Le comité membre du pays suivant l'a désapprouvée pour des raisons techniques :
Royaume-Uni
O Organisation internationale de normalisation, 1978
Imprimé en Suisse
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NORME INTERNATIONALE IS0 3683-1978 (F)
Assemblages exécutés par brasage tendre - Détermination
de la résistance au cisaillement
O INTRODUCTION Ces problèmes sont à l'étude au sein de I'IIS') afin d'établir
une méthode permettant de caractériser un métal d'apport.
Un joint brasé n'est pas un corps homogène, mais un assem-
Les grandeurs caractéristiques choisies à cet effet sont la
blage hétérogène, formé de matériaux différents, avec des
résistance instantanée au cisaillement, soit à température
et chimiques différentes. Dans le cas le
propriétés physiques
ambiante, soit à chaud, et la résistance au cisaillement en
plus simple, il est formé du métal d'apport et du métal de
fluage, soit à température ambiante, soit à chaud.
base. Des phénomènes de diffusion peuvent se produire aux
surfaces de contact, donnant naissance dans les zones de
Les résultats obtenus peuvent être utilisés à la fois pour la
liaison à une série de nouveaux alliages, différents entre eux classification des métaux d'apport ou pour connaître la
et différents du métal d'apport et du métal de base. résistance d'un joint brasé.
la résistance de tels joints hétérogènes, les
Dans l'étude de II est à noter que d'autres essais doivent être adaptés à la
hypothèses simplifiées de la théorie de l'élasticité - valables
nature du métal d'apport, aux métaux à assembler et selon
pour un corps métalljque homogène où les contraintes
le type du joint.
dues aux forces extérieures se transmettent uniformément
d'un élément de surface ou de volume aux éléments
voisins - ne sont plus applicables.
1 OBJET
Dès lors, la notion de
La présente Norme internationale spécifie des méthodes de
être limitée strictement au métal solidifié après fusion. La
détermination de la résistance au cisaillement des assem-
résistance du joint brasé étant, par contre, une fonction de
blages réalisés par brasage tendre et précise le mode d'inter-
la résistance intrinsèque du métal d'apport et d'une série
prétation des résultats.
de facteurs extérieurs, il s'ensuit que les essais ayant pour
but la détermination de cette résistance doivent être
exécutés suivant des conventions précises, tenant compte -
en plus des caractéristiques du métal d'apport lui-même - 2 DOMAINE D'APPLICATION
d'une série de facteurs extérieurs, notamment :
Elle concerne les produits d'apport destinés au brasage
- composition et résistance du métal de base,
tendre de pièces en métaux et alliages ferreux et non
ferreux et les assemblages obtenus.
- forme de l'éprouvette,
- géométrie et état de surface du joint,
3 MÉTHODES D'ESSAI
- flux utilisé,
- technique de brasage tendre employée (source de
3.1 Type d'assemblage
chaleur, température de brasage tendre, rapidité de
Pour la détermination de la résistance au cisaillement
chauffe, etc.),
conventionnelle, on utilise un assemblage de deux pièces
- nombre d'essais,
emboîtées, avec un jeu fixé de manière que le joint brasé
soit soumis à une contrainte de cisaillement lorsqu'une
- méthode d'interprétation des résultats,
force de traction est appliquée à l'éprouvette. Deux éprou-
- nature et importance des défauts au droit de la vettes sont proposées (voir figures 1 et 2). L'utilisateur peut
rupture. choisir l'une ou l'autre.
1) Institut international de la soudure.
1
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IS0 3683-1978 (FI
Après la solidification du métal d'apport, l'éprouvette est
3.2 Choix du métal de base
retirée de l'installation de brasage tendre, puis refroidie à
la classification des métaux d'apport, on utilisera
Pour
l'air libre jusqu'à la température ambiante.
comme métal de base l'acier au carbone de qualité courante
ayant une résistance minimale à la traction de 360 N/mm2*
3.4.6 Après brasage tendre, les éprouvettes sont usinées
les jeux à adopter sont précisés dans les figures 1 et 2.
conformément à la figure 1 ou 2.
Dans la pratique, si l'on veut connaître la résistance de
l'assemblage effectué, on pourra être conduit à utiliser
3.4.7 Pour déterminer la résistance au cisaillement en
comme métal de base pour les éprouvettes, le métal
instantané à froid, cinq éprouvettes sont nécessaires.
employé pour les pièces; de même, les jeu: des éprouvettes
Pour tracer une courbe de résistance au cisaillement en
doivent être ceux des pièces.
instantané à chaud, il est nécessaire de prévoir cinq à dix
éprouvettes.
Pour tracer, à une température donnée, une courbe de
3.3 Préparation de surface
fluage au cisaillement, il est nécessaire de prévoir cinq à
'acier doux, les
Dans le cas où le métal de base est de
dix éprouvettes.
surfaces à braser doivent, avant l'opération d'assemblage,
être dégraissées avec du perchlorure d'éthylène, puis passées
dans de l'acide chlorhydrique (1 O % en volume 1,4 g/cmJ); 4 EXÉCUTION DES ESSAIS DE CISAILLEMENT
après ces opérations, les pièces doivent être rincées dans de
l'eau distillée.
4.1 Tous les essais de cisaillement sont exécutés avec des
montages (figures 4 et 5) et sur des machines empêchant les
effets de flexion parasites dans l'éprouvette.
3.4 Conditions opératoires
4.2 Les éprouvettes de cisaillement en instantané à froid
devront être mises en charge à une vitesse d'environ 1,9 N/s
3.4.1 Le dispositif de brasage tendre à utiliser pour le
à une température ambiante de 18 à 24 OC.
chauffage des éprouvettes, au moyen d'une flamme, est
représenté à la figure 3. II consiste essentiellement en une
Les éprouvettes de cisaillement en instantané à chaud
plaque de base (1) sur laquelle sont montés un support
pourront être mises en charge sur une machine de traction
pour l'éprouvette (2), un système de serrage (3) et
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.