1、NORME INTERNATIONALE ISO 4790 Premire dition 1992-05-O 1 Soudure verre-verre - Dtermination des contraintes Glass-fo-glass sealings -4eferminafion of dresses c - -.-_-.-_I j_m_Im-P- - Numro de rfrence .-.-_ .- - ._ _ _ _ ._ -. - _- ISO 4790: 1992(F) ISO 4790:1992(F) Avant-propos LISO (Organisation i
2、nternationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de IISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de IISO. Chaque comit membre int- ress par une tude a le droit de faire partie du comit techniqu
3、e cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec IISO participent galement aux tra- vaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotech- nique. Les projets d
4、e Normes internationales adopts par les comits techni- ques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 o/. au moins des comits membres votants. La Norme internationale ISO 4790 a t labore par le comit techni- que ISO/TC 48, Ver
5、rerie de laboratoire et appareils comexes, sous- comit SC 5, Qualit de la verrerie. Lannexe A de la prsente Norme internationale est donne uniquement titre dinformation. 0 ISO 1992 Droits de reproduction rservs. Aucune partie de cette publication ne peut tre repro- duite ni utilise sous quelque form
6、e que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lditeur. Organisation internationale de normalisation Case Postale 56 l CH-121 1 Genve 20 l Suisse Imprim en Suisse ii NORME INTERNATIONALE ISO 4790:1992(F) Soudure verre-verre
7、- Dtermination des contraintes 1 Domaine dapplication La prsente Norme internationale prescrit une m- thode dessai visant dterminer les contraintes susceptibles dapparatre aprs la soudure de deux verres, par le biais de la birfringence engendre par la contrainte. 2 Rfrences normatives Les normes sui
8、vantes contiennent des dispositions qui, par suite de la rfrence qui en est faite, constituent des dispositions valables pour la pr- sente Norme internationale. Au moment de la pu- blication, les ditions indiques taient en vigueur. Toute norme est sujette rvision et les parties prenantes des accords
9、 fonds sur la prsente Norme internationale sont invites rechercher la possibilit dappliquer les ditions les plus rcentes des normes indiques ci-aprs. Les membres de la CEI et de IISO possdent le registre des Normes internationales en vigueur un moment donn. ISO 10345-1:1992, Verre - Dtermination du
10、coeffi- cient photo-lastique - Partie 1: Essai de traction. ISO 10345-2:1992, Verre - Dtermination du coeffi- cient photo-lastique - Partie 2: Essai de f7exion. Norme FEPA, 43-F-1984,) Norme des grains de corindon lectrofondu et de carbure de silicium pour abrasifs appliqus. 3 Principe Si deux verre
11、s sont souds ensemble, des contraintes peuvent y subsister aprs refroidis- sement; la valeur de ces contraintes dpend des diffrences existant entre les proprits thermiques, lastiques et les caractristiques de viscosit des verres. En gnral, les verres soumis des contraintes de- viennent birfringents.
12、 La relation entre la contrainte et la diffrence de chemin optique rsul- tant de la birfringence sexprime par lquation suivante: As (J=- aK . . . o est la contrainte dextension ou de com- pression; AT , est la diffrence de chemin optique; K est le coefficient photo-lastique; a est le trajet de la lu
13、mire dans lprou- vette (identique la hauteur h de lprouvette). Pour les coefficients photo-lastiques positifs K, dans le cas dune contrainte dextension dans le verre, la valeur de As doit tre prcde du signe positif (+) et, dans le cas dune contrainte de com- pression dans le verre, elle doit tre prc
14、de du signe ngatif (-). Pour les coefficients photo- lastiques ngatifs K, les signes de A.r sont contrai- res. On suppose quavant tout, un tat de contrainte plan est tabli dans lprouvette et que la zone de contrainte dans la direction de la transmission de la lumire proximit de la zone de soudure es
15、t ap- proximativement homogne. Les trois contraintes principales y sont orientes de telle manire que - la premire contrainte principale cri est perpen- diculaire la surface de lprouvette; 1) FEPA: Fdration europenne des fabricants de produits abrasifs. 1 ISO 4790:1992(F) - la deuxime contrainte prin
16、cipale o2 est parallle au plan de soudure et la surface de Iprou- vette; - la troisime contrainte principale o3 est perpen- diculaire au plan de soudure (voir figure 1). - Surface de Mprouvette Dlrectfon de transmlsslon de la lumIi!fe Lggende - e = 0,s mm (voir 6.6) 6 est la largeur des morceaux de
17、verre h est la hauteur de Mprouvette et des morceaux de verre I est la longueur de l%prouvette et des morceaux de verre U, , 62, d3 sont les cantralntes prlnclpales dans leprouvette Figure 1 - Contraintes principales dans lprouvette Dans lquation (l), 0 reprsente la diffrence entre les contraintes p
18、rincipales g2 et c3. Au voisinage du plan de soudure, la contrainte principale o3 est r- duite par rapport la contrainte principale q2, de sorte que dans lquation (l), 6 peut tre considr comme tant quivalent la contrainte principale O2- Lorsque la lumire traverse le verre, la diffrence de chemin opt
19、ique entre les deux ondes lumineuses oscillant dans la direction des contraintes princi- pales f12 et g3, est engendre par la diffrence des vitesses de propagation dans les prouvettes birfringentes. 4 Appareillage 4.1 Four, pour souder et refroidir lprouvette sui- vant les indications donnes en 5.3.
20、1 et 5.3.2. 4.2 Appareillage pour le contrle des contraintes, permettant dexaminer lprouvette selon les indi- cations donnes en 6.1 et 6.2. 4.3 Dispositif de mesurage, permettant de mesurer la hauteur h de Iprouvette 9 0,1 mm prs. 4.4 Appareillage pour la mesure de la polarisation, comprenant un com
21、pensateur permettant de mesu- rer la diffrence de chemin optique au voisinage du zro, 5 nm prs. Selon les tables de fonctions du compensateur utilis, il est recommand dutiliser pour la source lumineuse soit une lumire blanche, soit un domaine spectral allant de 540 nm 590 nm (lampes spectrales ou la
22、mpes incandescentes avec filtre dinterfrentiels). NOTE 1 Les carts entre les diffrences de chemin op- tique mesures dans la gamme dondes comprises entre 540 nm et 590 nm sont infrieurs lincertitude de Iap- pareillage pour la mesure de la polarisation. 5 prouvette 5.1 Dimensions des morceaux de verre
23、 (voir figure 1) Les deux morceaux de verre devant tre scells doivent tre de mmes dimensions et satisfaire aux prescriptions suivantes: - - - - hauteur II: 4 mm 10 mm, de prfbence 5 mm; longueur I: 20 mm (environ); largeur U: 10 mm (environ); les coins et les artes des prouvettes doivent tre arrondi
24、s. 5.2 tat des morceaux de verre Les morceaux de verre doivent tre exempts de rayures et dinclusions gazeuses et solides au voi- sinage des surfaces devant tre scelles. La surface des morceaux de verre devant tre scel- ls doit tre plane et leur rugosit doit tre inf- rieure celle obtenue par polissag
25、e au moyen dun abrasif de taille de particule P 240 conformment la norme FEPA 43-F. 5.3 Prparation de kprouvette 5.3.1 Souder les surfaces de deux morceaux de verre prpares en vue de la soudure afin de former une prouvette (voir figure 1). Toute dformation de la surface plane scelle doit tre vite au
26、 cours de cette opration. 2 ISO 4790:1992(F) 5.3.2 tant donn que le rsultat des mesures peut tre influenc par la vitesse de refroidissement de lprouvette dans le domaine visco-lastique des deux verres, lprouvette doit tre refroidie la vi- tesse de (2 + 0,2) “C par minute dans les limites du domaine
27、destempratures suivantes: - la limite suprieure de ce domaine de tempra- ture est dtermine par la temprature la- quelle le verre de lprouvette ayant la viscosit la plus leve atteint une viscosit dynamique de 1013d Pass; - la limite infrieure de ce domaine est tablie 150 “C en-dec de la temprature la
28、quelle le verre caractris par la viscosit la plus faible atteint une viscosit dynamique de 10 3dPa.s. En dehors de ce domaine de temprature, il est seulement recommand que les contraintes tempo- raires apparues au cours du refroidissement nen- gendrent pas de fissures dans lprouvette. 5.3.3 Aprs la
29、soudure, les surfaces de Iprou- vette traverses par la lumire (voir figure 1) doivent tre traites de manire tre parallles lune par rapport lautre et perpendiculaires au plan de soudure. 6 Mode opratoire 6.1 II convient de contrler la symtrie de limage des contraintes dans chaque moiti dprouvette au
30、rnoyen dun appareil pour le contrle des contraintes (voir figure 2), afin de vrifier que le scellement de lprouvette est exempt de dfauts (voir 5.3.1). 6.2 De plus, il est ncessaire de contrler si les deux moitis de lprouvette contiennent des fssu- res. La prsence de fissures dans lune ou dans les d
31、eux moitis de lprouvette dtruit la symtrie des contraintes, ce qui peut avoir une influence sur les rsultats des mesures effectues selon la descrip- tion donne en 6.6. Pour ces prouvettes, seul le signe de la contrainte peut tre dtermin confor- mment la description donne en 6.7. 6.3 Raliser toutes l
32、es mesures la temprature ambiante entre 15 “C et 35 “C. Lutilisation de toute temprature dessai en dehors de ce domaine doit tre consigne dans le rapport dessai. 6.4 Mesurer lpaisseur de lprouvette dans la zone de mesure (voir 6.6). 6.5 Lorsque les surfaces de lprouvette traver- ses par la lumire no
33、nt pas un poli suffisant pour que limage des contraintes soit claire, il est re- command dimmerger lprouvette dans un liquide dimmersion tel que leau, dans le cas de surfaces trs polies. Le fond de la cuve dimmersion doit tre exempt de toute birfringence parasite et il ne doit y avoir aucune diffren
34、ce de chemin optique. a) Morceaux de verre correctement b1 Morceaux de verre partlellement souds (prouvette A) soudes kprouvette BI NOTE - Les zones sombres sont caractrises par une diffrence de trajet optique gale zro (absence de contraintes) ou un multiple entier de la longueur donde moyenne utili
35、se. Des parties sombres apparaissent galement aux points auxquels la direction de la contrainte principale dans lprouvette concide avec laxe de polarisation. Figure 2 - image isocline entre deux polariseurs en position croise (champ avec polarisation linaire, la zone de soudure tant tr 45” par rappo
36、rt B laxe de polarisation). 3 ISO 4790:1992(F) 6.6 La lumire traversant une prouvette exempte de fissures, mesurer dans une direction perpendi- culaire, successivement les contraintes principales parallles aux deux bords de la surface soude en tant que diffrences de chemin optique, une dis- tance e
37、= 0,5 mm du plan de soudure au centre de lprouvette (voir galement figure 1). Si lprouvette comporte un morceau de verre non transparent, la diffrence de chemin optique ne peut tre mesure que dans la moiti transparente de lprouvette. Si lune des moitis de lprouvette est constitue par un verre talon
38、certifi, si possible de mme type de verre, il suffit de mesurer la birfringence dans la moiti constitue par le verre talon. 6.7 Lorsque le type de contrainte ne peut tre clairement dduit de la mesure de la diffrence de chemin optique, et en prsence dune prouvette qui comporte des fissures, utiliser
39、lappareillage pour le contrle des contraintes pour dterminer si la diffrence de chemin optique est engendre par une contrainte de traction ou de compression, en prenant pour rfrence une prouvette en traction ou en compression. 7 Expression des rsultats Pour chaque moiti dprouvette dont la diffrence
40、de chemin optique a t mesure conformment 6.6, calculer la birfringence An partir de Iqua- tion numrique (2), ainsi que la contrainte principale a2 partir de lquation numrique (3): Art AT L - - h . . . “2 = 0,l g . . . o A?1 est la birfringence engendre par la contrainte, exprime en nanomtres par cen
41、timtre; AY L est la diffrence de chemin optique, ex- prime en nanomtres (en ce qui concerne le signe, voir article 3); K est le coefficient , photo-lastique, ex- prim en 10V6 mm2/N, conformment IISO 10345-I ou IISO 10345-2; h est la hauteur de lprouvette, exprime en centimtres; *2 est la contrainte
42、principale, exprime en newtons par millimtre carr. 8 Rapport dessai Le rapport dessai doit comprendre les informations suivantes: a) W 9 d) e) rfrence la prsente Norme internationale; types et dsignations des verres scells; vitesse de refroidissement, si elle est diffrente de (2 + 0,2) “C par min; -
43、 temprature dessai, si elle nest pas comprise dans la plage allant de 15 “C 35 “C; pour chacune des moitis dune prouvette exempte de fissures - la birfringence An induite par la contrainte, exprime en nanomtres par centimtre, 5 nmkm prs, - la contrainte principale a2, exprime en newtons par millimtr
44、e carr, 0,l N/mm2 prs, avec le signe correspondant, conform- ment larticle 3, - le coefficient photo-lastique K, exprim en 10e6 mm2/N, utilis pour calculer la contrainte principale 02; pour les prouvettes comportant des fissures, le type de contrainte (contrainte de traction ou contrainte de compres
45、sion). ISO 4790:1992(F) Annexe A (informative) Bibliographie l FOPPL, L. et MONCH, E. Praktische Spannungsopfik (3e dition). Berlin, Gottingen, Heidelberg: Springer-Verlag (1972). 2 MESMER, G. Spannungsoptik (Ire dition) Berlin: Springer-Verlag (1939). 131 MLLER-DOUILLET Lehrbuch der Physik 11, 1. (
46、1 le dition) Braunschweig: Verlag Vieweg (1929). r4 WOLF, H. Spannungsoptik (2e dition) Berlin, Gottingen, Heidelberg: Springer-Verlag (1976). 5 COKER, E. G. et FILON, L. N. G. A Treatise on Photo-Elasticity, Cambridge (1957). 6 FROCHT, M. M. Photoelasticity, New York (1957). 7 KUSKE, A. Einfhrung i
47、n die Spannungsoptik, Stuttgart (1959). 8 RINNE, F. et BEREK, M. Anleitung ZUT allgemeinen und Polarisations-Mikroskopie der Festkorper im Durchlicht (3e dition) Stuttgart: E. Schweizerbartsche Verlagsbuchhandlung (1973). ISO 4790:1992(F) - -.- - CDU 666.1.054.2:620.172.21 Descripteurs: verre, joint de verre, joint soud, essai, dtermination, contrainte. Prix bas sur 5 pages
