ISO 28319:2010
(Main)Dentistry — Laser welding
Dentistry — Laser welding
ISO 28319:2010 specifies requirements and test methods for laser welding, in the dental laboratory, of materials suitable for use in metallic restorations and appliances.
Médecine bucco-dentaire — Soudage par laser
L'ISO 28319:2010 spécifie les exigences et les méthodes d'essai destinées à la soudure au laser, en laboratoire dentaire, de matériaux utilisables dans les restaurations métalliques et leurs applications.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 28319
First edition
2010-05-15
Dentistry — Laser welding
Médecine bucco-dentaire — Soudage par laser
Reference number
ISO 28319:2010(E)
©
ISO 2010
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ISO 28319:2010(E)
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Published in Switzerland
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ISO 28319:2010(E)
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope.1
2 Normative references.1
3 Terms and definitions .1
4 Requirements.2
4.1 Chemical composition .2
4.2 Biocompatibility.2
4.3 Mechanical strength of laser-welded joint (tensile strength) .2
4.4 Corrosion resistance.3
5 Sampling.3
6 Preparation of specimens.3
6.1 General .3
6.2 Specimens for tensile testing .4
6.3 Specimens for corrosion testing .5
7 Testing.5
7.1 Visual inspection .5
7.2 Chemical composition .5
7.3 Tensile testing .5
7.4 Corrosion testing by static immersion.6
8 Information and instructions.7
9 Marking and labelling.7
9.1 Marking.7
9.2 Labelling.7
10 Test report.8
Annex A (informative) Quality assurance of laser welding .9
Bibliography.13
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ISO 28319:2010(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established 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. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 28319 was prepared by Technical Committee ISO/TC 106, Dentistry, Subcommittee SC 2, Prosthodontic
materials.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 28319:2010(E)
Dentistry — Laser welding
1 Scope
This International Standard specifies requirements and test methods for laser welding, in the dental laboratory,
of materials suitable for use in metallic restorations and appliances.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 1942, Dentistry — Vocabulary
ISO 3585, Borosilicate glass 3.3 — Properties
ISO 3696, Water for analytical laboratory use — Specification and test methods
ISO 6344-1, Coated abrasives — Grain size analysis — Part 1: Grain size distribution test
ISO 10271, Dental metallic materials — Corrosion test methods
ISO 22674:2006, Dentistry — Metallic materials for fixed and removable dental restorations and appliances
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 1942, ISO 22674 and the following
apply.
3.1
laser welding
method for joining similar or dissimilar metallic materials, using a laser beam as heat source, with or without a
metallic filler material (welding rod), which produces coalescence by melting the metallic materials in order to
join them by creating a fusion zone
3.2
brazing
method for joining similar or dissimilar metallic materials by applying heat and using a metallic brazing
material as filler
NOTE 1 The brazing materials used have liquidus temperatures above 450 °C, but below the melting range of the
metallic materials being joined. They flow by capillary action into the gap between the metallic base materials and join
them by creating a metallurgical bond.
NOTE 2 Brazing differs from welding in that brazing does not melt the metallic base materials.
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ISO 28319:2010(E)
4 Requirements
4.1 Chemical composition
4.1.1 Metallic materials to be joined
The metallic materials to be joined shall comply with ISO 22674:2006, 5.1 and 5.2.
4.1.2 Filler material
4.1.2.1 Chemical composition
For all elements that are present in excess of 1,0 % (mass fraction), the percentage by mass of each of the
constituent elements shall be declared by the manufacturer and shall be reported to a precision of 0,1 %
(mass fraction). Any element that is present in a concentration in excess of 0,1 % (mass fraction), but not in
excess of 1,0 % (mass fraction), shall be identified either by name or symbol.
4.1.2.2 Permitted deviation from the reported composition
For silver-based or noble-metal-based filler materials, the percentage of each of the constituents shall not
deviate by more than 0,5 % (mass fraction) from the values stated in the manufacturer's instructions for use.
For base-metal-based filler materials, all elements present with more than 20 % (mass fraction) shall not
deviate from the value stated in the manufacturer's instructions for use by more than 2 % (mass fraction).
Those present in excess of 1 % (mass fraction) but not in excess of 20 % (mass fraction) shall not deviate
from the value stated in the manufacturer's instructions for use by more than 1 % (mass fraction).
Testing shall be carried out in accordance with 7.2.
4.1.3 Hazardous elements in filler material
4.1.3.1 Recognised hazardous elements
For the purposes of this International Standard, the elements nickel, cadmium, beryllium and lead are
designated to be hazardous elements.
4.1.3.2 Permitted limits for hazardous elements
The filler material shall not contain more than 0,02 % (mass fraction) of cadmium or beryllium or lead. If the
filler material contains more than 0,1 % (mass fraction) of nickel, the percentage shall not exceed the amount
indicated on the package or label or insert.
Testing shall be carried out in accordance with 7.2.
4.2 Biocompatibility
Specific qualitative and quantitative requirements for freedom from biological hazard are not included in this
International Standard, but it is recommended that, in assessing possible biological hazards, reference should
be made to ISO 10993-1 and ISO 7405.
4.3 Mechanical strength of laser-welded joint (tensile strength)
The tensile strength of laser-welded specimens shall exceed 350 MPa. If the 0,2 % proof strength of either
one or both of the metallic materials to be joined by laser welding is below 350 MPa, the tensile strength shall
exceed the lower 0,2 % proof strength of the two.
Testing shall be carried out in accordance with 7.3.
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ISO 28319:2010(E)
4.4 Corrosion resistance
4.4.1 Static immersion test
The corrosion resistance of laser welded specimens shall be in the same range as that of the metallic
materials to be joined. The ion release shall not exceed twice that of the metallic material. If two different
metallic materials are joined, the ion release shall not exceed twice that of the metallic material with the lesser
corrosion resistance. The metallic materials to be joined and the laser-welded specimens shall comply with
ISO 22674:2006, 5.6.
Testing shall be carried out in accordance with 7.4.
4.4.2 Appearance after corrosion exposure
Magnified visual comparison prior to and after corrosion testing shall not reveal any visible selective corrosion
in the vicinity of the laser weld.
Testing shall be carried out in accordance with 7.4.
5 Sampling
The metallic filler material and the metallic material shall each be from one lot and shall be sufficient to
prepare the specimens as required in 6.1 and 6.2, including provision for a second set for tensile testing.
Further samples and packaging materials shall be made available for inspection in accordance with 9.2.
If the proof strength values of 0,2 % non-proportional extension of the one or two metallic materials to be
joined by laser welding are available from a test report in accordance with ISO 22674, these data can be used.
If not, perform the tests in accordance with ISO 22674 to determine the required proof strength values of
0,2 % non-proportional extension.
6 Preparation of specimens
6.1 General
The specimens consist of the metallic materials joined by laser welding either with or without using a filler
material according to the manufacturer's instructions. Prepare casating alloy specimens by the "lost wax
process" of investment casting. If the manufacturer recommends a forming method other than casting, use
this method to assess the suitability of the metallic material for laser welding. Follow the manufacturer's
instructions relating to the processing of the metallic material(s) and, if applicable, the filler material, including
as regards the use of necessary aids and casting and welding equipment.
Specimens with visible defects shall be discarded and replaced. Specimens shall be separated from sprues,
casting beads/runners, fins and other projections. Surface contaminations shall be removed.
The specimens shall be in the metallurgical state appropriate to their intended application.
If heat-treatment is recommended by the manufacturer, perform the tests in the heat-treated state in
accordance with the manufacturer's instructions.
If laser welding is recommended following ceramic firing, the simulated ceramic firing of the specimens shall
be in accordance with ISO 22674:2006, 7.2.3, and shall be applied before laser welding.
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ISO 28319:2010(E)
6.2 Specimens for tensile testing
Prepare six specimens of the metallic material(s) to be laser-welded, which comply with either Figure 1 or
Figure 2. Cut the specimens of the set at right angles to their long axis at the midpoint of the gauge length
using a fine saw.
Replace specimens that have visible shrinkage, defects or porosities.
Prepare the ends of the specimens to the recommended seam geometry. See A.7 for guidance on seam
geometry. Support the two halves of the specimens and align them in an investment or a rigid jig. If two
different metallic materials are to be laser-welded, use one of each for the two halves. If a recommended filler
material is used, follow the manufacturer's instructions (see Clause 8).
After laser welding, ensure that the diameter of each tensile specimen is within the tolerances given in
Figure 1 or Figure 2, and does not show visual evidence of radial run-out when rotated.
Dimensions in millimetres
a
Gauge length of (15 ± 0,1) mm.
b
Parallel section of test specimen of (18 ± 0,1) mm.
Figure 1 — Test specimen with conical shoulders
Dimensions
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 28319
Première édition
2010-05-15
Médecine bucco-dentaire — Soudage par
laser
Dentistry — Laser welding
Numéro de référence
ISO 28319:2010(F)
©
ISO 2010
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ISO 28319:2010(F)
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Publié en Suisse
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ISO 28319:2010(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives.1
3 Termes et définitions .1
4 Exigences.2
4.1 Composition chimique.2
4.2 Biocompatibilité.3
4.3 Résistance mécanique d'une soudure au laser (résistance à la traction).3
4.4 Résistance à la corrosion.3
5 Échantillonnage.3
6 Préparation des éprouvettes.3
6.1 Généralités .3
6.2 Éprouvettes destinées à l'essai de traction.4
6.3 Éprouvettes destinées à l'essai de corrosion .5
7 Essai .6
7.1 Inspection visuelle .6
7.2 Composition chimique.6
7.3 Essai de traction.6
7.4 Essai de corrosion par immersion statique.7
8 Informations et instructions.8
9 Marquage et étiquetage .8
9.1 Marquage.8
9.2 Étiquetage .8
10 Procès-verbal d'essai.9
Annexe A (informative) Assurance qualité de la soudure au laser.10
Bibliographie.14
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ISO 28319:2010(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 28319 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 106, Médecine bucco-dentaire, sous-comité SC 2,
Produits pour prothèses dentaires.
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NORME INTERNATIONALE ISO 28319:2010(F)
Médecine bucco-dentaire — Soudage par laser
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie les exigences et les méthodes d'essai destinées à la soudure au
laser, en laboratoire dentaire, de matériaux utilisables dans les restaurations métalliques et leurs applications.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 1942, Médecine bucco-dentaire — Vocabulaire
ISO 3585, Verre borosilicaté 3.3 — Propriétés
ISO 3696, Eau pour laboratoire à usage analytique — Spécification et méthodes d'essai
ISO 6344-1, Abrasifs appliqués — Granulométrie — Partie 1: Contrôle de la distribution granulométrique
ISO 7405, Art dentaire — Évaluation de la biocompatibilité des dispositifs médicaux utilisés en art dentaire
ISO 10271:2001, Produits dentaires métalliques — Méthodes pour les essais de corrosion
ISO 10993-1, Évaluation biologique des dispositifs médicaux — Partie 1: Évaluation et essais au sein d'un
processus de gestion du risque
ISO 22674:2006, Art dentaire — Matériaux métalliques pour les restaurations fixes et amovibles et les
appareillages
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 1942, l'ISO 22674 ainsi
que les suivants s'appliquent.
3.1
soudure au laser
méthode permettant d'assembler des matériaux métalliques similaires ou différents au moyen d'un faisceau
laser servant de source thermique, avec ou sans produit d'apport métallique (baguette de soudure), qui induit
une coalescence par fusion des matériaux métalliques en vue de les lier en créant une zone de fusion
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ISO 28319:2010(F)
3.2
brasage
méthode permettant d'assembler des matériaux métalliques similaires ou différents par une application de
chaleur et en utilisant un matériau de brasage métallique en tant qu'apport
NOTE 1 Les matériaux de brasage utilisés présentent une température à l'état liquide supérieure à 450 °C, mais
inférieure à la plage de fusion des matériaux métalliques à assembler. Ils s'écoulent par capillarité dans les espaces entre
les matériaux métalliques et les assemblent en créant une soudure métallurgique.
NOTE 2 Le brasage est différent du soudage dans le fait qu'il ne fusionne pas les matériaux métalliques.
4 Exigences
4.1 Composition chimique
4.1.1 Matériaux métalliques à assembler
Les matériaux métalliques à assembler doivent satisfaire aux exigences de l'ISO 22674:2006, 5.1 et 5.2.
4.1.2 Matériau d'apport
4.1.2.1 Composition chimique
Le pourcentage en masse de tous les éléments présents à plus de 1,0 % (fraction massique) doit être déclaré
par le fabricant et consigné avec une exactitude de 0,1 % (fraction massique). Tout élément présent à plus de
0,1 % (fraction massique), mais à moins de 1,0 % (fraction massique) doit être identifié soit par son nom soit
par son symbole.
4.1.2.2 Écart admis par rapport à la composition indiquée
Pour les matériaux d'apport à base d'argent ou de métal noble, le pourcentage de chacun des constituants ne
doit pas s'écarter de plus de 0,5 % (fraction massique) des valeurs indiquées dans les instructions d'utilisation
du fabricant.
Pour les matériaux à base de métal commun, tous les éléments présents à plus de 20 % (fraction massique)
ne doivent pas s'écarter de plus de 2 % (fraction massique) de la valeur indiquée dans les instructions
d'utilisation du fabricant. Les éléments présents à plus de 1 % (fraction massique), mais pas à plus de 20 %
(fraction massique), ne doivent pas s'écarter de plus de 1 % (fraction massique) de la valeur indiquée dans
les instructions d'utilisation du fabricant.
L'essai doit être effectué conformément à 7.2.
4.1.3 Éléments dangereux contenus dans le matériau d'apport
4.1.3.1 Éléments reconnus dangereux
Pour les besoins de la présente Norme internationale, le nickel, le cadmium, le béryllium et le plomb sont
considérés comme des éléments dangereux.
4.1.3.2 Limites admises pour les éléments dangereux
Le matériau d'apport ne doit pas contenir plus de 0,02 % (fraction massique) de cadmium ou de béryllium ou
de plomb. S'il contient plus de 0,1 % (fraction massique) de nickel, le pourcentage ne doit pas dépasser la
valeur indiquée sur l'emballage, sur l'étiquette ou sur la notice.
L'essai doit être effectué conformément à 7.2.
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ISO 28319:2010(F)
4.2 Biocompatibilité
Les exigences qualitatives et quantitatives spécifiques à l'élimination des risques biologiques ne sont pas
incluses dans la présente Norme internationale, mais il est recommandé, lors de l'évaluation des risques
biologiques éventuels, de se référer à l'ISO 7405 et à l'ISO 10993-1.
4.3 Résistance mécanique d'une soudure au laser (résistance à la traction)
La résistance à la traction d'éprouvettes soudées au laser doit dépasser 350 MPa. Si la limite conventionnelle
d'élasticité de 0,2 % de l'un ou des deux matériaux métalliques à assembler par soudure au laser est
inférieure à 350 MPa, la résistance à la traction doit être supérieure à la limite conventionnelle inférieure
d'élasticité à 0,2 % des deux matériaux.
L'essai doit être effectué conformément à 7.3.
4.4 Résistance à la corrosion
4.4.1 Essai d'immersion statique
La résistance à la corrosion d'éprouvettes soudées au laser doit se situer dans la même plage que celle des
matériaux métalliques à assembler. Le relargage d'ions ne doit pas être plus de deux fois supérieur à celui du
matériau métallique. Si deux matériaux métalliques différents sont assemblés, le relargage d'ions ne doit pas
être plus de deux fois supérieur à celui du matériau métallique le moins résistant à la corrosion. Les matériaux
métalliques à assembler et les éprouvettes soudées au laser doivent satisfaire aux exigences de
l'ISO 22674:2006, 5.6.
L'essai doit être effectué conformément à 7.4.
4.4.2 Aspect après exposition à la corrosion
Une comparaison visuelle agrandie avant et après l'essai de corrosion ne doit révéler aucune corrosion
sélective visible à proximité de la soudure au laser.
L'essai doit être effectué conformément à 7.4.
5 Échantillonnage
Le matériau d'apport métallique et le matériau métallique doivent provenir chacun d'un seul lot. Cela doit être
suffisant pour préparer les éprouvettes conformément à 6.1 et à 6.2 tout en disposant d'un deuxième
ensemble destiné à l'essai de traction. D'autres échantillons et matériaux d'emballage doivent être disponibles
en vue d'un contrôle conformément à 9.2.
Si les valeurs de limite conventionnelle d'élasticité pour un allongement non proportionnel de 0,2 % d'un ou
deux matériaux métalliques à assembler par soudure au laser sont disponibles dans un rapport d'essai
conforme à l'ISO 22674, ces données peuvent être utilisées. Dans le cas contraire, effectuer les essais
conformément à l'ISO 22674 afin de déterminer les valeurs nécessaires de limite conventionnelle d'élasticité
pour un allongement non proportionnel de 0,2 %.
6 Préparation des éprouvettes
6.1 Généralités
Les éprouvettes sont constituées de matériaux métalliques assemblés par soudure au laser avec ou sans
utilisation d'un matériau d'apport conformément aux instructions du fabricant. Pour les alliages à couler devant
être soumis à essai, préparer les éprouvettes par le «procédé de la cire perdue» du revêtement pour coulée.
Le fabricant peut recommander d'autres méthodes que la coulée pour le matériau métallique à soumettre à
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essai afin d'évaluer son adéquation à la soudure au laser. Utiliser une telle méthode le cas échéant. Suivre
les instructions du fabricant concernant le traitement du ou des matériaux métalliques et, le cas échéant,
concernant le matériau d'apport, notamment en ce qui concerne l'utilisation des aides nécessaires et le
matériel de soudage et de coulée.
Les éprouvettes présentant des défauts visibles doivent être rejetées et remplacées. Les tiges de coulée,
ébarbures, filets de coulée, bavures et autres projections doivent être éliminés des éprouvettes. Les
contaminations de surface doivent être retirées.
Les éprouvettes doivent se trouver à l'état métallurgique approprié à leurs applications prévues.
Si le fabricant recommande un traitement thermique, réaliser les essais à l'état de traitement thermique
conformément aux instructions du fabricant.
Si une soudure au laser est recommandée après une cuisson céramique, la cuisson céramique simulée des
éprouvettes doit être conforme à l'ISO 22674:2006, 7.2.3, et doit être effectuée avant la soudure au laser.
6.2 Éprouvettes destinées à l'essai de traction
Préparer six éprouvettes du ou des matériaux métalliques devant être soudés au laser conformément à la
Figure 1 ou à la Figure 2. Couper les éprouvettes de l'ensemble à angle droit dans leur longueur axiale au
milieu de la longueur de référence au moyen d'une scie fine.
Remplacer les éprouvettes présentant des rétractions, des défauts ou des porosités visibles.
Préparer les extrémités des éprouvettes selon la géométrie du cordon de soudure recommandée. Voir A.7
pour les recommandations concernant la géométrie du cordon de soudure. Maintenir les deux moitiés des
éprouvettes et les aligner dans un revêtement ou un gabarit de soudage rigide. Si deux matériaux métalliques
différents doivent être soudés au laser, utiliser chacun d'eux pour les deux moitiés des éprouvettes. Si le
matériau d'apport recommandé est utilisé, suivre les instructions du fabricant (voir Article 8).
Une fois la soudure au laser effectuée, s'assurer que le diamètre de chaque éprouvette pour l'essai de
traction se situe dans les plages de tolérances indiquées par la Figure 1 ou la Figure 2 et qu'aucune
éprouvette ne présente de trace visible de coulure lorsqu'elle pivote.
Dimensions en millimètres
a
Longueur entre repères de (15 ± 0,1) mm.
b
Section parallèle de l'éprouvette de (18 ± 0,1) mm.
Figure 1 — Éprouvette à épaulements coniques
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Dimensions en millimètres
a
Longueur entre repères de (15 ± 0,1) mm.
b
Section parallèle de l'éprouvette de (18 ± 0,1) mm.
Figure 2 — Éprouvette à épaule
...
Questions, Comments and Discussion
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