I+D-P-231 REMACHADO DE ESTRUCTURAS DE MATERIALES COMPUESTOS DE FIBRA DE CARBONO

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Este documento no podrá ser utilizado para ningún otro propósito distinto que para el que ha sido entregado, ni puede ser reproducido ni divulgado a terceras personas sin la autorización expresa de Airbus España S.L., excepto EADS-CASA

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CONTENIDO

PAGINA

1.

OBJETO...................................................................................................................................2

2. 2.2 2.3 2.4 2.5

CONDICIONES PREVIAS...................................................................................................2 Procedimiento de mecanizado ..................................................................................................2 Fluídos de corte .........................................................................................................................2 Taladros.....................................................................................................................................2 Piezas de unión..........................................................................................................................3

3. 3.1 3.2 3.2.1 3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.2.6 3.2.7

REQUISITOS DE MECANIZADO .....................................................................................4 Acoplamiento de las piezas.......................................................................................................4 Taladros.....................................................................................................................................5 Diámetro de los taladros ...........................................................................................................5 Perpendicularidad del taladro ...................................................................................................8 Avellanados...............................................................................................................................9 Radios de acuerdo ...................................................................................................................10 Acabado superficial.................................................................................................................11 Daños de mecanizado .............................................................................................................11

4. 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5

INSTALACIÓN ....................................................................................................................12 Instalación en húmedo ............................................................................................................12 Lubricación..............................................................................................................................12 Asentamiento de los remaches................................................................................................12 Apriete de las tuercas ..............................................................................................................12 Arandelas.................................................................................................................................15

5. 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9

REQUISITOS DE CALIDAD DEL REMACHE INSTALADO ...................................16 Taladros...................................................................................................................................16 Espesor total del ensamblaje...................................................................................................16 Arandelas.................................................................................................................................16 Acabado dimensional del cierre del remache.........................................................................17 Grietas .....................................................................................................................................19 Holguras ..................................................................................................................................20 Huellas en la cabeza del remache ...........................................................................................22 Hundimiento o resalte máximo de la cabeza avellanada........................................................23 Otros requisitos de calidad......................................................................................................23

6.

DOCUMENTACIÓN APLICABLE ..................................................................................24

¤ AIRBUS España S.L.Todos los derechos reservados.

de

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1.

OBJETO

1.1

Esta especificación tiene por objeto establecer los requisitos para la instalación e inspección de remaches en uniones en las que al menos uno de los elementos a unir, es un laminado de material compuesto de fibra de carbono.

1.2

Esta especificación cumple con los requisitos establecidos en la AIPS01-02-005 (Preparation of holes in non-metallic materials for fastening) de AIRBUS.

2.

CONDICIONES PREVIAS

2.1

Las indicaciones específicas del plano de ingeniería tienen preferencia sobre los requisitos indicados en esta especificación.

2.2

Procedimiento de mecanizado

2.2.1

Dependiendo de la naturaleza de los materiales a unir y del ajuste de montaje a obtener, se seleccionará el procedimiento de taladrado más idóneo (equipo y parámetros).

2.2.2

Las herramientas de widia se examinarán periódicamente y se repararán o reemplazarán siempre que se observe alguna muesca, grieta u otra anomalía que influya en la calidad del taladro.

2.2.3

Cuando se utilicen herramientas de diamante, se comprobará que no presentan incrustaciones metálicas ni defectos en la superficie de corte. Estas herramientas necesitan una limpieza periódica para extraer las incrustaciones de resina.

2.3

Fluidos de corte

2.3.1

En general, el mecanizado de los taladros se realizará en seco, sin el empleo de fluídos de corte, si bien en previsión de posibles sobrecalentamientos se podrá aplicar exclusivamente aire filtrado, freón exento de aceites o anhídrido carbónico (CO2).

2.4

Taladros

2.4.1

Si el elemento está protegido con recubrimientos pelables (peel ply), éstos deberán ser eliminados de la zona a taladrar antes de dicha operación.

2.4.2

Como operación previa al taladro, el conjunto de piezas a unir se embridará en la posición indicada en el plano, de modo que no existan holguras en las zonas a taladrar. Esta operación que puede inducir grandes tensiones, está prohibida cuando se observe una falta de acoplamiento previo (punto 3.1).

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2.4.3

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Cuando la superficie exterior de salida del taladro sea de cinta unidireccional, se colocará una pieza o bloque de apoyo adecuada para evitar posibles delaminaciones. Esta práctica es también recomendable aún en el caso de que la superficie exterior de salida sea de tejido. NOTA: El mecanizado de taladros con brocas abrasivas de diamante, requieren en todos los casos, la utilización de un bloque de apoyo, para evitar las posibles delaminaciones.

2.4.4

El polvo procedente del mecanizado se eliminará por aspiración.

2.5

Piezas de unión

2.5.1

Los remaches, tornillos y tuercas a instalar, serán los indicados en los planos aplicables.

2.5.2

Para cumplir con los requisitos de protuberancia del cierre que se establecen en esta especificación, se permite la utilización de un tamaño de guión inmediatamente superior o inferior del indicado en el plano, evitando así el uso de arandelas.

2.5.3

Previa autorización de Garantía de Calidad podrá alterarse el diámetro del remache a un sobremedida de 0,396 mm (1/64").

2.5.4

Cualquier cambio o desviación no incluida en los apartados 2.5.2 y 2.5.3 requerirá la aprobación de la J.R.M. (incluso cambios de lubricación o utilización de sobremedidas de 0,792 mm - 1/32").

2.5.5

Las tuercas autofrenables, o de par controlado por cizallamiento, no se utilizarán una segunda vez.

2.5.6

De no asentar la tuerca o cierre del remache sobre una superficie normal al eje del taladro, comprobar que la inclinación total no excede el ángulo máximo indicado a continuación:

FIGURA-1: Angulo máximo o inclinación para cierres - Remaches ciegos: Į = ± 5o - Casquillos y tuercas con arandela esférica: Į = ± 7o - Tuercas planas: Į = ± 2o - Remaches de caña maciza: Į = ± 7o (∅ 5 ÷ 6 mm) Į = ± 10o (∅ < 4,0 mm)

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2.5.7

Está prohibida la instalación de remaches con pistolete a percusión.

3.

REQUSITOS DE MECANIZADO

3.1

Acoplamiento de las piezas

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Durante el posicionamiento de las piezas y antes de embridarlas para realizar los taladros de alojamiento, se comprobará el grado de acoplamiento que presenta la unión. En esta evaluación, se tendrá en cuenta que el conjunto no ha de forzarse para conseguir el acoplamiento, y que una vez se instale el remache, no es aceptable ninguna holgura entre piezas que permita alcanzar mediante galgas la caña del remache.

3.1.1

Cuando los planos aplicables no limitan la holgura máxima aceptable antes de la instalación del remache, ésta será de 0,10 mm máximo.

3.1.2

La holgura se medirá en el eje de instalación de los remaches y bajo una presión manual moderada (Fig. 2). Esta presión manual, se aplicará en el extremo de máxima apertura y cuando así corresponda, a distancias regulares de 250 mm (aprox.).

FIGURA-2

3.1.3

En caso de que las holguras excedan el límite máximo aceptable, la pieza debe suplementarse según I+D-P-61.

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3.2

Taladros

3.2.1

Diámetro de los taladros

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Salvo indicación en otro sentido en plano o documentación de ingeniería aplicable el ajuste será de "precisión". NOTA: Son aceptables los taladros cuyo diámetro sea ligeramente inferior al mínimo especificado, siempre que permitan el alojamiento del remache con una simple presión de los dedos (no está permitido el asentamiento forzado de los remaches, sección 4.3).

Tabla-1:

Diámetro de los taladros para tornillos, bulones y remaches no ciegos de extremo roscado ("FASTENERS").

TORNILLOS CABEZA EXAGONAL Tamaño de rosca

# 8-32

(.1640-32 UNJC)

# 10-32

(.1900-32 UNJF)

7/32-28 1/4-28

(.2160-28 UNJF) (.2500-28 UNJF)

5/16-24

(.3125-24 UNJF)

3/8-24

(.3750-24 UNJF)

7/16-20 1/2-20

(.4375-20 UNJF) (.5000-20 UNJF)

9/16-18

(.5626-18 UNJF)

5/8-18

(.6250-18 UNJF)

NOTA: (1)

BULONES Y REMACHES NO CIEGOS Diámetro nominal (s/código)(1)

TALADROS ESTANDAR (mm) AJUSTE DE PRECISION AJUSTE HOLGADO DIAMETRO

ESCARIADO FINAL

mínimo

máximo

mínimo

máximo

mínimo

máximo

4.0 (-5/-2)

4,165

4,242

4,089

4,165

4,153

4,178

4.8 (-6/-3)

4,826

4,902

4,749

4,826

4,813

4,838

5,555

5,631

5,478

5,555

5,542

5,567

6,350

6,426

6,273

6,350

6,337

6,362

7,925

8,001

7,848

7,950

7,925

7,950

9,525

9,601

9,437

9,525

9,512

9,537

11,113

11,189

11,025

11,113

11,100

11,125

12,700

12,776

12,600

12,700

12,687

12,712

14,275

14,351

14,200

14,300

14,275

14,300

15,875

15,951

15,773

15,875

15,862

15,887

5.5 (-3A) 6.4 (-8/-4) 8.0 (-10/-5) 9.52 (-12/-6) 11.11 (-14/-7) 12.70 (-16/-8) 14.20 (-18/-9) 15.88 (-20/-10)

Segundo código indicado para bulones, corresponden a normas EN 6114/EN6115. Lo mismo es para código -3A

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3.2.1 Tabla-1: (Cont.)

Diámetro de los taladros para tornillos, bulones y remaches no ciegos de extremo roscado ("FASTENERS"). TALADROS SOBREMEDIDA DE 0,396 mm (.0156")

TORNILLOS CABEZA EXAGONAL Tamaño de rosca

BULONES Y REMACHES NO CIEGOS Diámetro nominal (s/código)(1)

AJUSTE HOLGADO (mm) mínimo

máximo

AJUSTE DE PRECISION (mm) DIAMETRO mínimo

máximo

ESCARIADO FINAL mínimo

máximo

NO APLICABLE (Utilizar el estándar que le precede ∅ 4,8)

(.1640-32 UNJC)

4.0 (-5/-2)

# 10-32

(.1900-32 UNJF)

5.1 (-6/-3)

5,156

5,232

5,080

5,156

5,146

5,171

7/32-28

(.2160-28 UNJF)

5.9 (-3A)

5,961

6,037

5,875

5,952

5,939

5,964

¼-28

(.2500-28 UNJF)

6,7 (-8/-4)

6,756

6,833

6,680

6,756

6,733

6,759

5/16-24

(.3125-24 UNJF)

8.3 (-10/-5)

8,331

8,407

8,255

8,331

8,321

8,346

3/18-24

(.3750-24 UNJF)

9.9 (-12/-6)

9,931

10,007

9,855

9,931

9,908

9,933

7/16-20

(.4375-20 UNJF)

11.5 (-14/-7)

11,506

11,582

11,430

11,506

11,496

11,521

½-20

(.5000-20 UNJF)

13.0 (-16/-8)

13,106

13,183

13,030

13,106

13,083

13,108

9/16-18

(.5626-18 UNJF)

14.6 (-18/-9)

14,656

14,732

14,593

14,668

14,658

14,683

5/8-18

(.6250-18 UNJF)

16.2 (-20/-10)

16,281

16,357

16,192

16,268

16,245

16,270

# 8-32

NOTA: (1)

Segundo código indicado para bulones, corresponden a normas EN 6114/EN6115. Lo mismo es para código -3A

Tabla-1: (Cont.)

Diámetro de los taladros para tornillos, bulones y remaches no ciegos de extremo roscado ("FASTENERS"). TALADROS SOBREMEDIDA DE 0,792 mm (.0312")

TORNILLOS CABEZA EXAGONAL Tamaño de rosca

BULONES Y REMACHES NO CIEGOS Diámetro nominal (s/código)(1)

AJUSTE HOLGADO (mm) mínimo

máximo

AJUSTE DE PRECISION (mm) DIAMETRO mínimo

máximo

ESCARIADO FINAL mínimo

máximo

NO APLICABLE (Utilizar el estándar que le precede ∅ 4,8)

4,0 (-5/-2)

# 8-32

(.1640-32 UNJC)

# 10-32

(.1900-32 UNJF)

5,5 (-6/-3)

5,562

5,639

5,486

5,562

5,542

5,567

(.2160-28 UNJF)

6,4 (-3A)

6,350

6,426

6,273

6,350

6,337

6,362

¼-28

(.2500-28 UNJF)

7,0 (-8/-4)

7,137

7,213

7,061

7,137

7,129

7,155

5/16-24

(.3125-24 UNJF)

8,7 (-10/-5)

8,738

8,814

8,661

8,737

8,717

8,742

3/8-24

(.3750-24 UNJF)

10,3 (-12/-6)

10,312

10,389

10,236

10,312

10,304

10,329

(.4375-20 UNJF)

11,9 (-14/-7)

11,913

11,989

11,835

11,912

11,892

11,917

(.5000-20 UNJF)

13,4 (-16/-8)

13,487

13,564

13,411

13,487

13,479

13,504

9/16-18

(.5626-18 UNJF)

15,0 (-18/-9)

15,088

15,164

14,978

15,074

15,054

15,079

5/8-18

(.6250-18 UNJF)

16,6 (-20/-10)

16,637

16,713

16,566

16,642

16,642

16,667

7/32-28

7/16-20 ½-20

NOTA: (1)

Segundo código indicado para bulones, corresponden a normas EN 6114/EN6115. Lo mismo es para código -3A

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3.2.1

Tabla-2:

Diámetro de los taladros para remaches ciegos ("BLIND BOLTS") REMACHES ESTANDAR (mm)

REMACHES CIEGOS Diámetro nominal (S/código)

mínimo

máximo

mínimo

máximo

4,0 (-5) 5,0 (-6) 6,6 (-8) 8,0 (-10)

4,191 5,067 6,617 7,925

4,267 5,131 6,680 8,001

4,183 5,055 6,605 7,925

4,205 5,077 6,627 7,947

AJUSTE HOLGADO

AJUSTE DE PRECISION

REMACHES SOBREMEDIDA DE 0,396 mm (0.156")

REMACHES CIEGOS Diámetro nominal (S/código)

mínimo

máximo

mínimo

máximo

5,4 (-6) 7,0 (-8)

5,510 7,060

5,580 7,130

5,486 7,036

5,537 7,087

Tabla-3:

AJUSTE HOLGADO (mm)

AJUSTE DE PRECISION (mm)

Diámetro de los taladros para remaches de caña maciza ("RIVETS") DIAMETRO DEL TALADRO (mm)

REMACHE DE CAÑA MACIZA Diámetro nominal (S/código) 2,4 (-3) 3,2 (-4) 4,0 (-5) 4,8 (-6) 6,4 (-8)

REMACHES DE TITANIO (T40 ó 55Ti45Cb) y MONEL

REMACHES BIMETALICOS DE TITANIO

mínimo

máximo

mínimo

máximo

2,49 3,25 4,03 4,85 --

2,61 3,35 4,11 4,95 --

--4,165 4,813 6,337

--4,183 4,838 6,362

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3.2.2

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De no indicarse en el plano la distancia desde el eje del taladro al borde de la pieza, ésta será, como mínimo, la establecida en la siguiente Tabla-4. Tabla-4: Distancias del taladro al borde DISTANCIA DEL TALADRO AL BORDE DE LA PIEZA

FORMA DE LA CABEZA DEL REMACHE

PROTUBERANTE

PERPENDICULAR A LA DIRECCION DE LA CARGA (COTA A)

EN DIRECCION DEL EJE DE CARGA (COTA B)

2,5 D + 2,5 mm

3 D + 2,5 mm

TOLERANCIA

OBSERVACIONES

+ 1,0 mm - 0,5 mm

AVELLANADA

3.2.3

3 D + 2,5 mm

3,5 D + 2,5 mm

Perpendicularidad del taladro La perpendicularidad del taladro con respecto a la superficie de asiento de la cabeza original del remache, será, dependiendo del diámetro del mismo, la que se indica a continuación: D< 8 mm: 90º±1º D>8 mm: 90º±0,5º Remaches de Al de caña maciza y remaches de Ti-Cb: D8 mm: 90º±0,5º Remaches de Al de caña maciza y remaches de Ti-Cb: D< 4,8 mm: 90º±3º (1), (2)

AVELLANADOS

(1) Remaches de aluminio de caña maciza sólo aplicables a GFRP (2) Para taladro manual en areas no críticas (a definir en plano)

FIGURA-3 Para garantizar la perpendicularidad del taladro y asiento de la cabeza, es necesario realizar esta operación con trípode e iniciarla por la superficie de asiento de la cabeza del remache a instalar.

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3.2.4

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24

Avellanados

3.2.4.1

El avellando se realizará con una tolerancia de ± 0,5o con respecto al ángulo nominal de la cabeza del remache a instalar (Figura-4).

3.2.4.2

La herramienta dispondrá de un tope regulable para ajustar la profundidad del avellanado al valor de limpieza aerodinámica que se establece en la sección 5.8. 100º ± 0,5º ó 130º ± 0,5º

FIGURA-4 3.2.4.3

Las fresas y las guías utilizadas deberán producir avellanados cuya excentricidad con el taladro no exceda de 0,050 mm (Figura-5).

FIGURA-5 3.2.4.4

La tolerancia entre el eje del avellanado y el del taladro será de 1o máximo (Figura-6).

FIGURA-6 NOTA: Antes de iniciar los avellanados comprobar que la fresa tiene el ángulo perfectamente adaptado y que la excentricidad de la guía está asegurada.

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3.2.4.5

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de

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Para el alojamiento de los remaches de cabeza avellanada sobre una estructura de fibra de carbono, la profundidad del avellanado (B) deberá ser como máximo dos tercios del espesor del laminado (A).

FIGURA-7

3.2.5

Radios de acuerdo Para que los remaches asienten adecuadamente, el acuerdo entre el taladro y la zona de asentamiento de la cabeza del remache se achaflanará según se indica en la Tabla-5. Tabla-5: Radios de acuerdo plano

DIAMETRO NOMINAL DEL REMACHE (mm)

COTA B (mm)

6,4 (máx.)

0,50 ± 0,10

8,0

0,75 ± 0,15

9,5

0,75 ± 0,15

11,1 (min.)

1,00 ± 0,25

OBSERVACIONES

OBSERVACIONES: Algunas herramientas de avellanar producen radios de acuerdo de 0,5/0,6, 0,6/0,9 y 0,75/1,0 mm, no siendo necesario en este caso realizar achaflanados posteriores. NOTA:

-

-

Cuando se pretenda instalar un remache de cabeza protuberante y sea impracticable realizar el achaflanamiento, se colocará una arandela avellanada debajo de la cabeza del remache. En chapas o laminados de espesor menor a 1,5 mm no se realizarán achaflanados.

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3.2.6

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Acabado superficial La rugosidad máxima admisible para los taladros de alojamiento antes del montaje, será Ra = 3,2 μm (125 μin)

3.2.7

Daños de mecanizado Se definen como daños en el laminado, roturas, astillados, delaminaciones y picaduras.

3.2.7.1

No se admite ningún tipo de delaminación en la superficie de entrada de las herramientas.

3.2.7.2

Sólo en taladros no avellanados, son aceptables en la superficie de entrada, pequeñas roturas o picaduras. De apreciarlas visualmente, se dimensionarán a partir del mismo borde del taladro, no debiendo exceder el siguiente valor: - Tejidos 0,5 mm - Cintas unidireccionales 1,5 mm

3.2.7.3

En la Tabla-6 se indican los límites de aceptabilidad para daños en la superficie exterior de salida de la herramienta. Su medida se realizará a partir del mismo borde del taladro. Tabla-6: Límites de aceptabilidad de daños (Superficie de salida)

TALADRO Diámetro nominal (mm)

DIMENSIONES DEL DEFECTO TEJIDOS H(mm)

A(mm)

CINTAS H(mm)

A(mm)

< 3,2

0,50

1,3

3,6

0,65

2,0

4,0

0,75

2,5

4,8

0,18

0,75

0,35

OBSERVACIONES

2,5

6,4

1,0

2,5

8,0

1,0

3,0

9,5

1,0

3,0

>11,0

1,0

4,0

OBSERVACIONES: Las rebabas se eliminarán preferentemente con papel abrasivo de alúmina o carborundo de grano 120 a 320.

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4.

INSTALACION

4.1

Salvo indicación contraria en plano, los remaches serán instalados en húmedo (“Wet install”) con sellante de polisulfuro Z-16.101, de acuerdo a lo indicado en I+D-P-146 (aplicación de sellantes), exceptuando las uniones que cumplan simultáneamente las tres condiciones siguientes, que podrán remacharse sin aplicar el sellante de interposición: −

Las piezas a unir son de material compuesto de fibra de carbono o uniones fibra de carbono/termoplástico (nylon).

−

En la zona no hay riesgo de contaminación o fuga de fluídos.

−

El remache no está en el contorno aerodinámico del conjunto, ni forma parte de uniones a revestimientos exteriores.

4.2

Lubricación

4.2.1

Tanto los remaches como las tuercas vienen convenientemente lubricados por el fabricante, por lo que no está autorizado su desengrase o la lubricación adicional. NOTA:

Un desengrase (limpieza) o una lubricación adicional modifica el valor de la pre-tensión.

4.2.2

No obstante por razones de continuidad eléctrica puede procederse al desengrase cuando así lo indiquen los planos de ingeniería.

4.3

Asentamiento de los remaches

4.3.1

Realizado el pinzado de la pieza, los remaches deberán introducirse y asentarse en el taladro de alojamiento uno a uno, llevándolos cuidadosamente con la mano para no dañar la estructura.

4.3.2

De apreciarse una resistencia causada por una interferencia de tolerancias de fabricación, el remache no se forzará ni se golpeará para su asentamiento, si no que se tratará de alojarle en otro taladro. NOTA:

Estas directrices no son aplicables si el plano establece una interferencia sobre una sección metálica de la estructura.

4.3.3

El asentamiento de los remaches en taladros de interferencia de secciones metálicas, se realizará por enfriamiento del remache (CO2) o/y en prensa, evitando todo golpeteo. No asentar el remache mediante apriete con tuerca.

4.4

Apriete de las tuercas

4.4.1

Exceptuando las tuercas con autocontrol de par de apriete ó de precarga (Hi-lok/Hi-lite), el apriete se realizará con herramientas dinamométricas.

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4.4.2

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Las Tablas-7 y 8 establecen el rango de apriete aplicable a las tuercas más utilizadas. Tabla-7: Pares de apriete para remaches tipo Hi-lok REMACHES

CORTADURA

TUERCAS

HL94 (autocontrol de par) MS 21042-L KFN 305 MS 21043 y similares

TRACCION HL86 (autocontrol de par) y similares

NAS 1726 NAS 1727 NAS 1805 KFN 305

TAMAÑO ROSCA (∅ nominal)

DIAMETRO REMACHE

PARES DE APRIETE (in. lbs)

# 8-32 (.1640-32 UNJC)

4,0 (-5)

15 - 25

30 - 40

25 - 35

# 10-32 (.1900-32 UNJF)

4,8 (-6)

25 - 35

40 - 50

30 - 40

# 1/4-28 (.2500-28 UNJF)

6,4 (-8)

60 - 80

115 - 130

80 - 90

# 5/16-24 (.3125-24 UNJF)

8,0 (-10)

130 - 160

200 - 250

150 - 200

# 3/8-24 (.3750-24 UNJF)

9,5 (-12)

200 - 240

360 - 420

260 - 360

# 7/16-20 (.4375-20 UNJF)

11,1 (-14)

270 - 330

525 - 675

390 - 480

# 1/2-20 (.5000-20 UNJF)

12,7 (-16)

370 - 430

725 - 1000

640 - 800

# 9/16-18 (.5626-18 UNJF)

14,3 (-18)

500 - 575

1000 - 1150

740 - 1000

# 5/8-18 (.6250-18 UNJF)

15,8 (-20)

625 - 700

1350 - 1550

800 - 1000

OBSERVACIONES: -De instalase tuercas Kaynar (KFN) sólo se emplearán herramientas calibradas y cualificadas, suministradas por el fabricante. - En todos los casos, será necesario el empleo de arandelas cuando se utilicen tuercas totalmente roscadas hasta la base.

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4.4.2

Tabla-8: Pares de apriete para tornillos TIPO TRACCION TORNILLOS

R > 160 ksi

TUERCAS

R > 180 KSI y las remachables de 160 ksi o más

TAMAÑO DE ROSCA

TIPO CORTADURA (R> 95 ksi)

R < 125 ksi

CABEZA PROTUB. (Hexag.,Pan,etc.)

R/125 - 160 KSI y tuercas remachables de R < 160 ksi

CABEZA AV. 100o CORT. (Reducida) R/80 ÷ 180 ksi

TODOS (excepto cabeza avell. cortadura) ALTURA DELGADA ("THIN")

P A R E S D E A P R I E T E (in.lbs.)

# 6 - 32

(.1380-32 UNJC)

---

12 - 15

---

12 - 15

# 8 - 32

(.1640-32 UNJC)

---

15 - 20

10 - 13

15 - 17

# 10 - 32

(.1900-32 UNJF)

30 - 35

25 - 35

18 - 25

18 - 25

# ¼ - 28

(.2500-28 UNJF)

65 - 100

50 - 80

30 - 40

30 - 50

# 5/16 - 24

(.3125-24 UNJF)

130 - 200

100 - 150

90 - 100

60 - 95

# 3/8 - 24

(.3750-24 UNJF)

220 - 410

160 - 240

95 - 105

95 - 160

# 7/16 - 20

(.4375-20 UNJF)

370 - 690

250 - 350

150 - 170

220 - 280

# ½ - 20

(.5000-20 UNJF)

630 - 1070

480 - 790

220 - 245

290 -510

# 9/16 - 18

(.5626-18 UNJF)

1000 - 1470

800 - 1150

290 - 325

480 - 850

# 5/8 - 18

(.6250-18 UNJF)

1400 - 1900

1100 - 1500

395 - 435

660 - 980

OBSERVACIONES: -

Cuando se emplee una tuerca de resistencia (R) distinta a la del remache se aplicará el par que resulte de menor rango.

-

La llave dinamométrica se ajustará aproximándola al máximo par del rango que le corresponda.

-

Cuando se realice un sellado de interposición en la estructura, las tuercas se instalarán a par máximo, finalizándose el montaje al menos una hora antes de que concluya el tiempo de fluencia del sellante (vida de aplicación). Transcurrido 20 minutos mínimo desde la instalación de las tuercas, realizar un reapriete a 100%80% sobre el valor máximo indicado, y finalizarlo dentro del tiempo de fluencia del sellante.

-

Los pares de apriete aplicados desde la cabeza del tornillo (tuercas remachables, insertos, etc.) deberán incrementarse ligeramente hasta un 10% máximo del indicado en la Tabla-8.

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4.5

Arandelas

4.5.1

Está autorizado el uso de arandelas NAS 1149, NAS 620 ó equivalentes, de acero inoxidable o aleación de titanio, para los siguientes fines: a) Conseguir el apropiado espesor total de ensamblaje. b) Evitar pares galvánicos. c) Aplicación de altos pares de apriete. d) Evitar daños de instalación. NOTA:

Cuando se den las circunstancias de los apartados a) y b) se aconseja el empleo de las arandelas planas con diámetro exterior reducido (NAS 620).

No está permitido el uso de arandelas metálicas de suplemento en las uniones remachadas de tanques de combustible de fibra de carbono con requisitos de protección contra rayos. En este caso sólo se aplicarán las especificadas en la documentación de diseño e ingeniería correspondientes a cada programa. 4.5.2

De no encontrarse disponible el remache apropiado para el espesor a ensamblar, se permite instalar el inmediatamente superior en longitud. En este caso, se podrá suplementar hasta un máximo de 1,6 mm utilizando una o dos arandelas planas. Las arandelas se colocarán en el lado de la tuerca, y serán de acero inoxidable pasivado o de aleación de titanio, para contactos con estructura de fibra de carbono o de titanio y de acero inoxidable cadmiado para contactos en superficies de aluminio.

4.5.3

El empleo y tipos de arandelas a utilizar con fines exclusivos de prevención de par galvánico entre la tuerca y la estructura, estará indicada en el plano o documento aplicable.

4.5.4

Cuando se utilicen remaches de tracción con tuercas de tracción y por tanto de alto par, se interpondrá en contacto con la superficie de fibra de carbono y con el fin de aumentar la superficie de asiento, una arandela de acero inoxidable pasivado, o de aleación de titanio de espesor 1,6 mm.

4.5.5

Será necesario utilizar arandelas, cuando los siguientes tipos de remaches se instalen de manera que la cabeza de cierre se forme sobre una superficie laminada de carbono o sobre una metálica de espesor menor de 0,8 mm. a) Caña maciza bimetálico (6Al-4V/45Cb) b) Caña maciza (T40, 55 Ti-45Cb ó Monel) c) Ciegos de caña deformable (MS 21140 y MS 21141)

FIGURA-8

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5.

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REQUISITOS DE CALIDAD DEL REMACHE INSTALADO En la inspección del remache, se tendrá en cuenta lo siguiente:

5.1

-

Los taladros.

-

Espesor total del ensamblaje.

-

El empleo de las arandelas.

-

Acabado dimensional del cierre del remache.

-

Grietas.

-

Las posibles holguras.

-

Las huellas en la cabeza del remache.

-

El hundimiento o el resalte máximo de la cabeza avellanada y su concavidad.

Taladros Es necesario verificar la exacta preparación del taladro receptor en cuanto:

5.2

-

Su diámetro, conicidad, perpendicularidad, acabado superficial y daños de mecanizado (calentamientos, delaminaciones, rababas, etc.).

-

Excentricidad y angularidad del avellanado.

-

Chaflán entre el taladro y la zona de asentamiento de la cabeza del remache.

-

Protección de los mismos.

Espesor total del ensamblaje Para que el cierre de los remaches sea adecuado (sección 5.4) es necesaria la verificación previa del espesor total de ensamblaje (incluidas las arandelas si son utilizadas) especialmente por ser el laminado de fibra de carbono sensible a variaciones de espesor. El espesor obtenido se ajustará al rango que permite el guión (1/16" ó 1/32") del remache. De tratarse de un remache de caña maciza, éste sobresaldrá una altura mínima de 0,8 diámetros y una máxima de 1,5 diámetros.

5.3

Arandelas Deberá cumplirse lo indicado en los apartados 2.5.2 y 4.5 de esta especificación.

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5.4

Acabado dimensional del cierre del remache

5.4.1

Remache de caña maciza bimetálicos o de aleación de titanio ("Rivets")

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El acabado dimensional de la cabeza de cierre plana (Figura 9), será: - Diámetro D §1,5 x d - Altura H § 0,5 x d (d = diámetro nominal del remache instalado) Las dimensiones mínimas aceptables serán 1,3 x d y 0,3 x d respectivamente.

FIGURA-9: Cabeza de cierre plana

NOTA: Si las cabezas de cierre planas presentan forma oblicua, su altura central no deberá ser inferior a 1/3 d y la mínima lateral a 1/4 d. 5.4.2

Remaches tipos "LGPL (Huck)" y "Hi-lok/Hi-lite” Es de señalar que si el remache está suplementado con alguna arandela plana, la protuberancia se verificará desde la parte superior de ella y no desde la estructura. No está permitido rectificar el extremo del remache para satisfacer los requisitos de protuberancia establecidos. a)

Remache "LGPL (Huck)" La posición de la sección de rotura del vástago y el contorno de estampación del collarín, se verificarán en todos los casos mediante galgas. Estas galgas que dependen del diámetro de remache y su configuración (HGxxx-05/-06/-08/-10) estarán de acuerdo con el documento de diseño de la normal.

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5.4.2 b)

Remaches "Hi-lok/Hi-lite” La protuberancia de la rosca del remache que depende del espesor de la unión, estará de acuerdo con la siguiente Tabla-9.

Tabla-9: Límites de protuberancia

DIAMETRO DEL REMACHE (S/Código)

MINIMA PROTUBERANCIA

MAXIMA PROTUBERANCIA

P1 (mm)

P2 (mm)

Hi-lok/Hi-lite

Hi-lok

Hi-lite

Hi-lok

Hi-lite

- 5 / -2

7,67

6,86

9,75

8,94

- 6 / -3

8,00

7,11

10,08

9,19

- / -3A

---

7,49

---

9,57

- 8 / -4

9,78

7,87

11,86

9,95

- 10 / -5

12,44

9,40

14,52

11,48

- 12 / -6

13,59

10,41

15,67

12,50

- 14 / -7

15,87

12,07

17,95

14,15

- 16 / -8

17,14

13,08

19,22

15,16

- 18/ -9

19,31

14,99

21,39

17,07

- 20 /-10

20,70

16,00

22,78

18,08

OBSERVACIONES: P2 = Longitud máxima del remache - espesor mínimo de la unión. P1 = Longitud mínima del remache - espesor máximo de la unión. P2 - P1 = 0,50 + 1,58 = 2,08 mm -

Es conveniente realizar esta medición mediante plantillas de chapa de acero inoxidable previamente verificadas (calibre mini-maxi). El mecanizado del extremo del bulón para cumplir los requisitos de protuberancia establecidos no esta permitido. Los límites de protuberancia indicados son tambien aplicables a bulones “sobremedida”.

5.4.3

Bulones y tuercas a) La protuberancia máxima viene definida por el propio extremo roscado. Las tuercas no roscarán en el primer hilo incompleto junto a la caña del bulón. Se permite emplear una arandela cuando se dé esta circunstancia y no hacer rosca en el bulón. b) La protuberancia mínima será la que rebasando de la tuerca el chaflán incompleto en la extremidad del bulón, permita roscar todos los hilos de ésta.

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Remaches ciegos ("BLIND BOLT") El límite de rotura del vástago será el indicado en la Tabla-10. Excepto en los remaches protuberantes y avellanados del tipo MS, está permitido el fresado del vástago para conseguir los requisitos de limpieza aerodinámica. Esta operación será realizada necesariamente después de la inspección y aceptación de la instalación del remache. NOTA:

En la operación del fresado del vástago no se permite alcanzar la cabeza del remache ni la estructura. TABLA-10: Límites de rotura del vástago antes del fresado

TIPO DE CABEZA

DIAMETRO NOMINAL DEL REMACHE (s/CODIGO)

PROTUBERANTE PLT270

PLT220

MBF2010

PLT1058

MBF2012

PLT271

PLT221

MBF2011

PLT1064

MBF2013

ABS 0254

PLT1070

ABS 0256

PLT1069

MS21141

AVELLANADA NAS1671

ABS 0255

FIGURA

MS21140

NAS1672

ABS 0257

08

--

--

--

--

-2,4 -0,2

--

--

--

+2,1 -0,2

3

--

--

--

--

-2,6 -0,4

--

--

--

+1,8 -0,4

4

--

--

--

--

-2,2 0

--

--

--

+1,8 -0,7

5

--

--

--

--

-3,0 -0,3

--

--

--

+1,8 -0,8

6

+2,50 +0,25

+2,60 +0,38

+2,60 0

+0,13 -0,13

-3,6 -1,0

+2,20 0

+2,60 0

+0,30 -0,30

+1,8 -0,8

7

+2,50 +0,25

+2,60 +0,38

+2,60 0

+0,13 -0,13

--

+2,20 0

+2,60 0

+0,30 -0,30

--

8

+3,40 +1,20

+3,30 +0,80

+2,60 0

+0,38 -0,38

--

+2,50 0

+2,50 0

+0,38 -0,38

--

9

+3,40 +1,20

+3,30 +0,80

+2,60 0

+0,38 -0,38

--

+2,50 0

+2,50 0

+0,38 -0,38

--

(+) por exceso (−) por defecto

OBSERVACIONES: En la verificación de la rotura del vástago el plano cero o de referencia, será el siguiente: - Remaches protuberantes PLT, MBF y ABS: Superficie exterior de la pieza remachada. - Remaches protuberantes MS y NAS: Superficie exterior de la cabeza protuberante del remache. - Remaches avellanados PLT, MBF, MS, NAS y ABS: Superficie exterior de la cabeza avellanada del remache. 5.5

Grietas La inspección de grietas se realizará visualmente sobre los cierres de los remaches no ciegos (collarines, tuercas, cabezas formadas, etc.). No es aceptable ningún tipo de grieta.

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Holguras

5.6.1 Tornillos, bulones y remaches en general ("Fasteners") Este punto no es aplicable a remaches de caña maciza (ver 5.6.2). a) Holgura en la cabeza del remache La holgura máxima permitida de la cabeza protuberante del remache es la que se indica en la Tabla 11. La inspección se realizará siguiendo las indicaciones que se dan en la Figura-11A. De ser avellanada la cabeza del remache, la holgura se evaluará siguiendo las indicaciones de la Figura-11B. PROTUBERANTES Tabla-11: Máximas holguras permitidas DIAMETRO DEL REMACHE (S/Código)

HOLGURA MAXIMA "E" mm

(inch.)

-5/-6

0,050 + 0,12

(.002 + .0005)

-8/-10 -12/-14

0,076 + 0,012

(.003 + .0005)

-16/-18

0,100 + 0,012

(.004 + .0005)

-20

0,127 + 0,012

(.005 + .0005)

NOTA:

GALGA

Los códigos de diámetro de remaches Hi-Lite (normas EN6114/EN6115) corresponden a la mitad de los códigos de diámetro indicados en la Tabla. Para el diámetro de 4,2 mm (-5), el código de remaches Hi-Lite es “-2”.

No se moverá libremente en esta dirección y la cabeza deberá asentar en un 50% mínimo.

FIGURA-11A: Cabeza protuberante

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5.6.1.a) AVELLANADOS

Una galga de espesor 0,050 mm. (0.002") no deberá poderse introducir en más de un 40% de la circunferencia de holgura.

FIGURA-11B: Cabeza avellanada b) Holgura en tuercas y casquillos de cierre La holgura de la tuerca medida en la periferia, no excederá de la indicada en la Tabla-11 ni será continua en más de un 40%. El casquillo de cierre asentará perfectamente en toda su circunferencia sin que se pueda observar ninguna holgura. NOTA:

5.6.2

Cuando se detecten holguras de cualquier índole, se tomarán acciones correctivas para eliminar las causas que las produjeron.

Remaches de caña maciza ("Rivets") a) Holgura en la cabeza del remache -

Las holguras en las cabezas originarias de los remaches instalados en superficies planas, no excederán un tercio del contorno del remache (ver ángulo máximo en Figura-12) a la vez que no permitirán introducir una galga de 0,05 mm hasta la caña del remache.

-

Los remaches instalados en superficies planas con holguras permitidas, estarán distribuidos regularmente de tal modo, que no existirán dos contiguos con holgura, ni el conjunto presentará más del 5% de remaches con holguras admisibles.

FIGURA-12: Remaches avellanado y protuberante, presentando holguras de asiento

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5.6.2.a) - Las holguras de los remaches instalados en superficies curvas se evaluarán sobre la línea de contacto, aplicando a ésta, las mismas limitaciones que se establecen para los remachados sobre superficies planas.

b) Holgura en la cabeza de cierre - Las holguras de cualquier tipo o dimensión en cabezas de cierre de remaches instalados en superficies planas, no son aceptables.

5.6.3 Holgura en la unión No es aceptable ninguna holgura entre las piezas remachadas por la que se pueda alcanzar mediante galgas la caña del remache.

5.7

Huellas en la cabeza del remache

5.7.1 Serán considerados aceptables los remaches de caña maciza instalados por presión que presenten una porción de cabeza hendida siempre que cumplan los requisitos dimensionales establecidos en la Figura-13, y siempre que se encuentren fuera del diámetro crítico (d crítico = 1,1 d).

FIGURA-13

5.7.2

Para los restantes tipos de remaches, se aceptan huellas en las cabezas de los remaches instalados con interferencia, en componente metálico, siempre que no excedan de una profundidad de 0,13 mm, no sean entalladas o muescas y que la zona de protección superficial dañada sea inferior al 10% de la superficie de la cabeza.

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5.8

Hundimiento o resalte máximo de la cabeza avellanada

5.8.1

Las máximas desviaciones en resalte o hundimiento para las cabezas avellanadas de los remaches con respecto a la superficie de la unión remachada serán: Remaches ciegos 0.000

+0,076 mm −0,076 (+) Resalte (−) Hundimiento

Otros remaches 0.000

+0,254 mm −0,127

Para las superficies aerodinámicas, prevalecerán los requisitos aplicables para cada tipo de avión.

NOTA:

5.8.2

No se permite rebajar ni suplementar la cabeza del remache instalado para cumplir con estos requisitos.

En los remaches de titanio para esfuerzos de cortadura se admite una concavidad suave y uniforme en la cabeza sin que exceda de 0,10 mm. (0.004 inch).

FIGURA-14

5.9

Otros requisitos de Calidad

5.9.1 Se comprobará que los elementos de unión utilizados, las herramientas de instalación y los productos de interposición o sellado (si son requeridos) estén de acuerdo con la documentación aplicable.

5.9.2 Los procedimientos estadísticos de muestreo por atributos no son aplicables a remaches exteriores en tanques de combustible. En este caso, si se requiere que los remaches sean inspeccionados al 100%.

5.9.3. La cantidad máxima que se permite de normales sobremedida por fila y por pieza es del 20%. Cantidades superiores pasarán a la Junta de Revisión de Materiales (J.R.M.).

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6. DOCUMENTACION APLICABLE 6.1

I+D-N-16

C.A.S.A.

Sellantes.

6.2

I+D-N-200

C.A.S.A.

Manual de normalización de materiales no metálicos.

6.3

I+D-P-61

C.A.S.A.

Suplementos líquisos para ajuste.

6.4

I+D-P-146

C.A.S.A.

Aplicación de sellantes

6.5

AIPS 01-02-005

AIRBUS

Preparation of holes in non-metallic materials for fastening.

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