DIN 65169-2017 Aerospace - Brazed and high-temperature brazed components - Directions for design《航空和航天 钎焊和高温钎焊元件 设计指导性说明》.pdf

1、Juli 2017DEUTSCHE NORM Preisgruppe 10DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 49.035!%d7“2659620www.din.deDIN 65169Luft- und Raumfahrt Hart- und hochtemperaturgeltet

2、e Bauteile KonstruktionsrichtlinienAerospace Brazed and high-temperature brazed components Directions for designAronautique et espace lments raliss par brasage fort et haute temprature Directives de conceptionAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 65169:1986-10www

3、.beuth.deGesamtumfang 16 SeitenDDIN-Normenausschuss Schweien und verwandte Verfahren (NAS)DIN-Normenausschuss Luft- und Raumfahrt (NL)DIN 65169:2017-07 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich . 4 2 Normative Verweisungen . 4 3 Begriffe 4 4 Grundstze zum ltgerechten Gestalten . 4 5 Angaben in Ba

4、uunterlagen . 5 5.1 Allgemeines . 5 5.2 Darstellung in Bauunterlagen . 5 5.3 Durchfhrungsangaben 5 6 Grundwerkstoffe, Lote und Hilfsstoffe . 5 6.1 Allgemeine Hinweise 5 6.2 Lote und Lotformen 5 6.3 Hilfsstoffe 5 7 Oberflchenvorbereitung zum Lten . 5 7.1 Allgemeines . 5 7.2 Oberflchenzustand 6 7.3 Re

5、inigung 6 7.4 Oberflchenbeschichtung . 6 8 Ltsto . 7 9 Ltspalt 7 10 berlappungslnge . 7 11 Ltvorrichtung 8 12 Nacharbeit 8 13 Festigkeit 8 14 Prfung 8 15 Reparaturen 9 Literaturhinweise . 16 DIN 65169:2017-07 3 Vorwort Dieses Dokument wurde vom Arbeitsausschuss NA 092-00-17 AA Schweien im Luft- und

6、Raumfahr-zeugbau (DVS AG A 9)“ im DIN-Normenausschuss Schweien und verwandte Verfahren (NAS) erarbeitet. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. DIN ist nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identi

7、fizieren. nderungen Gegenber DIN 65169:1986-10 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Aktualisierung der normativen Verweisungen und redaktionelle Aufbereitung nach den aktuellen Ge-staltungsregeln. Frhere Ausgaben DIN 65169: 1986-10 DIN 65169:2017-07 4 1 Anwendungsbereich Diese Norm ist anzuwend

8、en fr das Konstruieren von hart- und hochtemperaturgelteten metallischen Bauteilen, die fr Luft- und Raumfahrtgert verwendet werden. Bei Abweichungen sind besondere Verein-barungen zwischen den Abteilungen Konstruktion und der anerkannten Aufsichtsperson (nach DIN 65170) zu treffen. 2 Normative Verw

9、eisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dok

10、uments (einschlielich aller nderungen). DIN 1912-4, Zeichnerische Darstellung Schweien, Lten Begriffe und Benennungen fr Ltste und Ltnhte DIN 65170, Luft- und Raumfahrt Hart- und hochtemperaturgeltete metallische Bauteile Technische Lieferbedingungen DIN EN ISO 2553, Schweien und verwandte Prozesse

11、Symbolische Darstellung in Zeichnungen Schweiverbindungen DIN EN ISO 4063, Schweien und verwandte Prozesse Liste der Prozesse und Ordnungsnummern DIN ISO 857-2, Schweien und verwandte Prozesse Begriffe Teil 2: Weichlten, Hartlten und verwandte Begriffe DIN ISO 17533, Schweien im Luft- und Raumfahrze

12、ugbau Schweiinformationen in Bauunterlagen 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach DIN 1912-4, DIN EN ISO 2553, DIN EN ISO 4063 und DIN ISO 857-2. 4 Grundstze zum ltgerechten Gestalten Um Ltungen hoher Qualitt und hoher Bauteilsicherheit zu erreichen, ist eine Reihe von

13、 Einflussgren zu bercksichtigen: Grundwerkstoff; Lote und Hilfsstoffe; Stoausbildung; Oberflchenvorbereitung; Verfahren, z. B. Ofenltung, Flammltung, Induktionsltung; Einsatz von Ltvorrichtungen; mechanische Beanspruchung; Dichtigkeit; Korrosionsbeanspruchung; Betriebstemperatur des Bauteils; Repara

14、turmglichkeit; Prfbarkeit. DIN 65169:2017-07 5 5 Angaben in Bauunterlagen 5.1 Allgemeines Fr die Angaben in Bauunterlagen gelten sinngem die Festlegungen nach DIN ISO 17533. Die zeichne-rische Darstellung erfolgt nach DIN EN ISO 2553. 5.2 Darstellung in Bauunterlagen Die Ltverbindungen sind in den B

15、auunterlagen durch symbolhafte und/oder bildliche Darstellung zu kenn-zeichnen, wobei die symbolhafte Darstellung zu bevorzugen ist. Werden Schnitte nicht schraffiert, sondern voll geschwrzt, so ist grundstzlich die bildliche Darstellung zu whlen. Reichen die symbolhaften- und bildlichen Darstellung

16、en nicht aus, die Art und Ausfhrung einer Verbindung eindeutig darzustellen, so sind diese als Einzelheiten besonders zu zeichnen. 5.3 Durchfhrungsangaben Jede Ltteilzeichnung enthlt ein Angabenfeld (sinngem nach DIN ISO 17533). Je nach Erfordernis ist zustzlich eine Prfanweisung (Prfblatt) nach DIN

17、 65170 zu erstellen. Das Angabenfeld und die Prfan-weisung (Prfblatt) enthalten alle Angaben, die Fertigung und Prfung bentigen. 6 Grundwerkstoffe, Lote und Hilfsstoffe 6.1 Allgemeine Hinweise Die Grundwerkstoffe, Lote und Hilfsstoffe mssen nach DIN 65170 aufeinander abgestimmt sein. Besonders zu be

18、achten sind die thermischen Eigenschaften (Ausdehnung) und ein eventueller Festigkeits-abfall des Grundwerkstoffes aufgrund des Einflusses durch die Erwrmung beim Lten. 6.2 Lote und Lotformen Lote sind nach DIN 65170 zu verwenden. Lot kann in verschiedenen Formen verwendet werden, wie Draht, Stab, F

19、olie, Formteil, Paste und Pulver. Fr das manuelle Lten werden Lotdraht und Lotstbe eingesetzt. Das Lot kann auch als plattierte, aufgespritzte oder galvanotechnisch aufgetragene Schicht vorliegen. 6.3 Hilfsstoffe Die zur Anwendung kommenden Hilfsstoffe, wie Flussmittel, Ltstopmittel, Binder und Gase

20、 sind in DIN ISO 857-2 definiert. Die zu verwendenden Flussmittel sind in DIN 65170 aufgefhrt. 7 Oberflchenvorbereitung zum Lten 7.1 Allgemeines Die erforderliche Oberflchenbeschaffenheit am Ltsto ist abhngig vom Grundwerkstoff, Lot, Ltverfahren und Einsatzbereich. Oberflchenvorbereitung siehe Merkb

21、latt DVS 2606, Kenn-Nummer fr die Ober-flchenvorbereitung siehe LN 9368-2. DIN 65169:2017-07 6 Legende 1 eingelegtes Lot 2 angesetztes Lot 3 angelegtes Lot (Lotformteil) 4 Rillenverlauf in Flierichtung des Lotes im Ltspalt Bild 1 Beispiele fr Lotpositionen 7.2 Oberflchenzustand Der Mittenrauhwert Ra

22、 des Ltstoes darf 12,5 m nicht berschreiten. Liegt eine vorherrschende Rillen-richtung vor, z. B. durch mechanische Bearbeitung, so soll besonders bei Ra 6,3 m die Ltung so ausgefhrt werden, dass der Rillenverlauf mit der Flierichtung des Lotes bereinstimmt (siehe Bild 1). 7.3 Reinigung Reinigen nac

23、h DIN 65170. Werkstoffe, die intensiv mit der Atmosphre reagieren (z. B. Tantal) und Bauteile, die im Vakuum geltet werden, sind vor dem Lten zumindest im Ltsto-Bereich zu beizen und/oder in reduzierender Atmo-sphre einem Reinigungsvorgang zu unterziehen. Nach dem Reinigen muss der Ltsto vor erneute

24、r Verunreinigung geschtzt werden, eventuell ist die Zeit bis zum Lten zu begrenzen oder die Bauteile sind in inerten Medien zu lagern. Auf Zugnglichkeit fr die Reinigung sowie die Beseitigung der Reinigungsmittelrckstnde und die erfor-derliche Kontrolle ist zu achten, z. B. bei engen Bohrungen. 7.4

25、Oberflchenbeschichtung Zu ltende Oberflchen knnen je nach Erfordernis als Ltvorbereitung eine Oberflchenbeschichtung erhalten. Reichen die Prozessbedingungen (Vakuum) nicht aus, strende Reaktionen (Oxidation) zu unterbinden, bzw. Oxide zu entfernen, z. B. bei den Werkstoffen Titan, Tantal oder stabi

26、lisiertem Chrom-Nickel-Stahl, dann knnen die zu ltenden Oberflchen galvanisch, durch Bedampfen oder Plattieren beschichtet werden (Kenn-Nummern siehe LN 9368-3 bis -6). Dafr sind spezifische Vorbehandlungen und gegebenenfalls das Aufbringen von Zwischenschichten erforderlich. DIN 65169:2017-07 7 8 L

27、tsto Die Stoform ist neben den konstruktiven Gegebenheiten im Wesentlichen abhngig von der mechanischen Beanspruchung der Verbindung und dem Ltverfahren. Wichtige Stoformen knnen der Tabelle 2 entnommen werden (siehe auch DIN 1912-4). Ltgerechte Stoausfhrungen sind in Tabelle 3 und Tabelle 4 dargest

28、ellt. Typische Ltverbindungen fr die Luft- und Raumfahrt sind in Tabelle 5 dargestellt. Spannungskonzentration, dynamische Belastungen, geometrische Kerbwirkungseffekte und Biegebean-spruchungen sind mglichst aus dem Ltstobereich fernzuhalten. Auerdem mssen die folgenden Anfor-derungen bercksichtigt

29、 werden: Korrosionsbestndigkeit, Erosionsbestndigkeit und Dichtheit. 9 Ltspalt Die Ltspaltbreite von 0,01 mm bis 0,2 mm muss konstruktiv gegeben sein, allgemeine Hinweise siehe Tabelle 1. Sie hngt vorrangig von dem Ltverfahren ab. Hochtemperaturlten erfordert berwiegend enge Spalte. Eine minimale Sp

30、altbreite muss unter Bercksichtigung der Matoleranzen, Formabweichungen und Dehnung auch bei der Erwrmung auf Lttemperatur gegeben sein. Der Ltspaltverlauf muss in Bezug auf die Platzierung des Lotes den Platzwechsel Lot/Flussmittel bzw. Lot/Schutzgas zulassen. Der jeweilige Lt-spalt soll parallel o

31、der verengend (keinesfalls erweiternd) in Flierichtung des Lotes verlaufen. Tabelle 1 Ltspaltbreite in Abhngigkeit von Lottyp und Ltverfahren Lottyp Ltspalt Bemerkungen mm L-Al Si 0,05 bis 0,25 0,02 bis 0,2 fr berlappungen 6 mm fr berlappungen 6 mm L-Ag 0,1 bis 0,15 mit Flussmittel 0,01 bis 0,05 red

32、uzierende Atmosphre, Vakuum L-Au 0,01 bis 0,05 reduzierende Atmosphre, Vakuum L-Ni 0,01 bis 0,05 reduzierende Atmosphre, Vakuum L-Co 0,01 bis 0,05 reduzierende Atmosphre, Vakuum L-Ti 0,01 bis 0,07 Vakuum 10 berlappungslnge Die berlappungslnge ist eine Funktion der mechanischen Belastung und Festigke

33、it der Ltverbindung. Die berlappungslnge einer auf Scherung beanspruchten Verbindung betrgt: = Dabei ist u die berlappungslnge; die Zugfestigkeit des Grundwerkstoffes; die Scherfestigkeit der Ltung; t die Wanddicke. DIN 65169:2017-07 8 Zustzlich mssen bercksichtigt werden: Sicherheitsfaktor, Erhhung

34、 der Belastung durch Kraftflussstrungen und Beeintrchtigungen der Ltver-bindung durch Fehler. Allgemein betrgt die berlappungslnge das 3- bis 5-Fache der Wanddicke des Ltteils. 11 Ltvorrichtung Vorrichtungen werden eingesetzt, um Ltteile zu fixieren und die Mahaltigkeit zu erreichen. Ltvorrichtun-ge

35、n sind im besonderen Mae auf das Ltverfahren und deren Anforderungen abzustimmen. 12 Nacharbeit Je nach Ltverfahren und eingesetzten Stoffen sind Nacharbeiten erforderlich. Rckstnde von Flussmittel, Ltstopmittel und Bindemittel sind durch Splen, Beizen und/oder mecha-nische Mittel zu entfernen (es b

36、esteht die Gefahr der Korrosion). Die Ltverbindung muss so konstruiert sein, dass ein erforderliches Nacharbeiten mglich ist und Rckstn-de leicht zu beseitigen sind (Hohlrume). 13 Festigkeit Die Festigkeit von Ltverbindungen ist abhngig vom Lot, der konstruktiven Gestaltung, Ltspalt, ber-lappung, vo

37、m Grundwerkstoff und dessen Vorbehandlung, sowie der Nachbehandlung. Die Qualitt und damit auch die Festigkeit von Ltverbindungen sind verfahrensabhngig. Es ist eine Scherbelastung in der Ltverbindung anzustreben. Festigkeitswerte sollen bauteilbezogen ermittelt werden. Anhaltswerte knnen den Herste

38、llerangaben entnommen werden. 14 Prfung Die Konstruktion muss die Zugnglichkeit fr das Prfen ermglichen. Die Prfung von Ltverbindungen richtet sich nach den jeweiligen Anforderungen. Wird in den Bauunterlagen keine Angabe gemacht, gilt gem der Klassenangaben im Angabenfeld die entsprechende Bewertun

39、gsgruppe der Festlegungen nach DIN 65170. DIN 65169:2017-07 9 15 Reparaturen Die Mglichkeit einer Reparaturltung sollte bei der Konstruktion bercksichtigt werden. Tabelle 2 Ltste Grundtypen Lfd. Nr. Stoart Bemerkung 1 berlappsto bevorzugt fr dnne Bleche und Rohrverbindungen. Bestimmung der berlappun

40、gslnge siehe Abschnitt 11. 2 Stumpfsto, wenn kein berlappungssto mglich ist. 3 T-Sto fr Bauteile grerer Dicke 4 Steckverbindung Ausfhrung A Das Lot wird nach Erreichen der Arbeits-temperatur angesetzt. Ausfhrung B Das Lot wird vor dem Lten als Lotformteil eingelegt. Beim Einlten von Bauteilen mit Fl

41、uss-mittel ist eine ffnung als Flussmittel-austritt vorzusehen. Legende b Ltspaltbreite t Wanddicke u berlappungslnge DIN 65169:2017-07 10 Tabelle 3 Beispiele fr ltgerechte Gestaltung und Ausfhrung (allgemein) Lfd.Nr. unzweckmig zweckmig ltgerecht Bemerkung Ltspalt-verhalten 1 Der erforderliche Ltsp

42、alt b“ muss bei Arbeitstemperatur (AT) vorhanden sein. Er soll dann parallel, keinesfalls in Lotflussrichtung erweiternd ver-laufen. RT = Raumtemperatur 2 3 Lotflie-verhalten 4 1 Lot Lot in Richtung des sich verengenden Spaltes flieen lassen. 5 Ltspalt darf nicht unterbrochen wer-den (Lot kann Aufwe

43、itung des Spaltes nicht berbrcken). 6 Erreichen eines optimalen Fllgrades Freiraum im Rundstab schliet Fllfehler in der Mitte aus Bohrung erleichtert Platzwechsel Flussmittel/Lot bzw. Entlftung 7 1 Lotdepot Sicheres Fertigen, Einsatz von Form-teilen Lotflie-verhalten 8 Flieweg des Lotes wird verklei

44、nert. Lagesicherung des Lotes kann damit erreicht werden. 9 Lot fliet von innen nach auen, Fluss-mittel kann entweichen zustzliche Kontrolle ber Ausfllung des Lt-spalts mglich. 10 vor: vor: Wenn Lot in Form eines Ringes ange-bracht wird, bildet sich in der Verbin-dung eine Fehlerstelle Fluss-mittele

45、inschluss. nach: nach: DIN 65169:2017-07 11 Tabelle 3 (fortgesetzt) Lfd.Nr. unzweckmig zweckmig ltgerecht Bemerkung Stoaus-bildung 11 Anschrgung ergibt Festigkeitsabfall, erhht die Fehlermglichkeit (Lunker und Hartstoffphasenbildung), erhhter Lotverbrauch. 12 13 Kraft-ber-tragung 14 Erhhung der Fest

46、igkeit durch Vergrerung der Ltflche 15 Legende u = u 6 t Legende u = (3 bis 6) t Um die Festigkeit des Grundwerk-stoffes zu erreichen, gengt: u = 6 t Kraft-ber-tragung 16 Bei erhhter Spannungsbertragung ist ein allmhlicher bergang gns-tiger. 17 Spannungskonzentrationen von der Ltstelle verlagern. 18

47、 19 Besonders fr Biegebeanspruchung geeignet. 20 Verringerung der Ermdung durch allmhlichen bergang. DIN 65169:2017-07 12 Tabelle 3 (fortgesetzt) Lfd.Nr. unzweckmig zweckmig ltgerecht Bemerkung Kraft-ber-tragung 21 1 Lotdepot bertragung von greren Torsions-krften. Ferti-gungs-erleich-terung 22 Ferti

48、gungserleichterung durch An-schlag. DIN 65169:2017-07 13 Tabelle 4 Beispiele fr Ltverbindungen fr niedrige und hohe Belastung Lfd.Nr. geringe Belastung Belastungszunahme hohe Belastung Bemerkungen 1 berlappsto 2 Stumpfsto 3 T-Sto 4 Steckverbindung (Rohr) 5 17 Rohrverbindung DIN 65169:2017-07 14 Tabelle 4 (fortgesetzt) Lfd.Nr. geringe Belastung Belastungszunahme hohe Belastung Bemerkungen 6 Stumpfsto (Blech) 7 Steckverbindung (Wel