DD201202A1 - Verfahren zur bestimmung der haftfestigkeit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Haftfestigkeit beim Fuegen ohne Zwischenschichten von Glas und von durchsichtigen, feinkristallinen, sproeden Werkstoffen. Durch das Verfahren sollen sich Grundlagenuntersuchungen zu Optimierung der Fuegeparameter zeitlich effektiv und materialoekonomisch gestalten lassen. Dies wird erreicht, indem auf die ebene Oberflaeche einer Probe aus dem zu untersuchenden Werkstoff mit Hilfe einer langsam in die Oberflaeche eindringenden Kugel eine beliebige Zahl mikroskopisch ausmessbarer Bruchkegel erzeugt werden, deren Risslaengen in Abhaengigkeit von der wirkenden Kraft gemessen werden. Danach wird an den selben Stellen der Belastungs- und Messvorgang wiederholt und im Anschluss daran ein Fuegevorgang simuliert. Darauf folgt ein dritter Belastungsvorgang. Die Differenz zwischen der zweiten und dritten Belastungskurve ist ein Mass fuer die entstandene Haftfestigkeit. Fig. 1
Description
Verfahren zur Bestimmung der Haftfestigkeit
Anwendungsgebiet der .Erfindung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung der Haftfestigkeit beim Fügen ohne Zwischenschichten von Glas- und von durchsichtigen, feinkristallinen, spröden Werkstoffen. Ihre Anwendung ist insbesondere bei der Grundlagenunterauchung zum Fügen gleicher Werkstoffe unter Ausschluß verschiedener, meist nicht definierter Einflußparameter (z.B. Oberfläche) von Vorteil.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Die bekannten technischen Lösungen zum Prüfen der Haftfestigkeit beim Fügen, insbesondere beim Schweißen sind nur für metallische Werkstoffe geeignet. Die Verfahren sind u.a. standardisiert in der TGL 14914 "Prüfen der Schweißeignung11, TGL IO646 "Zerstörungsfreie Prüfung" und TGL 14912 "Mechanische Prüfung der Schweißverbindung"
Durch ein neues Verfahren sollen sich die Grundlagenuntersuchungen zur Optimierung der Fügeparameter sehr einfach gestalten lassen.
i1I -lOQ-t *
161 Abb
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Haftfestigkeit beim Fügen ohne Zwischenschichten der genannten Werkstoffe zeitlich effektiv und materialökonomisch zu bestimmen.
Fügeverfahren ohne Zwischenschichten werden bei höheren Temperaturen und/oder Druck durchgeführt, wobei man bei Grundlagenuntersuchungen von entsprechend bearbeiteten Proben ausgeht. Sollen die Proben z.B. durch Diffusionsschweißen gefügt werden, so sind die Fügeflächen mechanisch zu polieren. Drückt man eine Stahlkugel in die Oberfläche eines spröden Werkstoffes, entstehen nach Überschreiten der Bruchgrenze definierte Risse und Rißoberflächen in Form des HERTZschen Kegelbruches. Rißlänge und Rißöffnung sind bei Berücksichtigung der elastischen Werte von Kugel und Probe von der wirkenden Kraft abhängig und sehr gut reproduzierbar. Das erfindungsgemäße Verfahren ist nun dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe einer langsam in die ebene Oberfläche der Probe eindringenden Kugel mikroskopisch ausmeßbare Bruchkegel erzeugt und deren Rißlängen in Abhängigkeit von der wirkenden Kraft F gemessen werden. Einfacher ist es, bei bekannten Kegelwinkel statt der Rißlängen die Basisdurchmesser ά'^ττα zu bestimmen. Danach wird an den selben Stellen der Belastungs- und Meßvorgang wiederholt, um Bruchenergien zu eliminieren. In die Oberfläche werden zur statistischen Absicherung eine Vielzahl von Eindrücken systematisch eingebracht. Hieran schließt sich der simulierte Fügevorgang (z.B. Temperatureinfluß) an, bei dem sich die Risse der Kegelbrücke schließen. Ein nochmaliger (dritter) Belastungsvorgang an den selben Stellen wie vorher
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zeigt, sofern eine Zunahme der Haftung erreicht wurde, eine Verschiebung der Riß-Kraft-Kurve oder der d'HKB-P-Kurve zu geringeren Rißlängen bzw. d'HKB-Werten. Die Differenz der zweiten und dritten Belastungskurve ist ein Maß für die entstandene Haftfestigkeit. Eine Übereinstimmung zwischen der ersten und dritten Kurve wurde nur bei idealer Verbindungsbildung erreicht.
Gemäß Fig. 1 wird eine Stahlkugel K mit einem Durchmesser D von beispielsweise 5 mm mit einer Kraft F in die Oberfläche des Werkstoffes W gedrückt. Üs entsteht ein mikroskopisch ausmeßbarer Bruchkegel B, dessen Basisdurchmesser cPjttqj orthogonal zur Beiastungsrichtung ausgemessen wird. Ebenso ist es möglich, bei bekanntem Winkel ψ die Rißlänge zu bestimmen. In Fig. 2 sind die Kurven 1, 2 und 3 für die drei Belastungsvorgänge dargestellt. Zwecks Optimierung der Fügeparameter Temperatur, Zeit und ggf. Druck werden diese systematisch variiert und die jeweiligen Belastungskurven ermittelt. Aus der Differenz der Kurven 2 und 3 läßt sich in Abhängigkeit von den variierten Parametern die jeweils erzielte Änderung der Haftfestigkeit der Fügeverbindung bestimmen.
Claims (2)
- 2'61 AbbErfindungeeinspruch1. Verfahren zur Bestimmung der Haftfestigkeit beim Fügen ohne Zwischenschichten von Glas- und durchsichtigen, feinkristallinen, spröden Werkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß auf die ebene Oberfläche einer Probe aus dem zu untersuchenden Werkstoff mit Hilfe einer langsam in die Oberfläche eindringenden Kugel eine beliebige Zahl mikroskopisch ausmeßbarer Bruchkegel erzeugt werden, deren Rißlängen in Abhängigkeit von der wirkenden Kraft gemessen werden, daß danach an den selben Stellen der Belaatungs- und Meßvorgang wiederholt wird, daß im Anschluß daran ein Fügevorgang simuliert wird, bei dem sich die Kiese der Kegelbrüche schließen, und daß dann an den bereits zweimal belasteten Stellen eine dritte Belastung und Ermittlung der Abhängigkeit der Rißlängen der neuen Kegelbrüche von der wirkenden Kraft erfolgt, wobei die Differenz der Meßwerte vom zweiten und dritten Belastungsvorgang ein Maß für die entstandene Haftfestigkeit darstellt.
- 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß statt der Rißlängen die Basisdurchmesser d gemessen werden.Hierzu 1 Seite Zeichnungen
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| DD23246681A DD201202B1 (de) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | Verfahren zur bestimmung der haftfestigkeit |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990010857A1 (en) * | 1989-03-15 | 1990-09-20 | Haggag Fahmy M | Field indentation microprobe for structural integrity evaluation |
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1981
- 1981-08-07 DD DD23246681A patent/DD201202B1/de not_active IP Right Cessation
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Also Published As
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| DD201202B1 (de) | 1986-05-07 |
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