Schweißtechnik für Kupfer und seine Legierungen
Vorbereitende Arbeiten
Die Kupferschweißtechnik erfordert eine gründliche Reinigung der Oberflächen im Vorfeld. Der Bereich um die Schweißnaht und die zu schweißenden Kanten werden mit einer Metallbürste oder einem Schaber gereinigt, bis sie glänzen, und dann mit Benzin, Testbenzin oder einem anderen Lösungsmittel entfettet. Der Spalt zwischen den zu schweißenden Flächen darf nicht größer als 2 mm sein.
Schwierigkeiten beim Schweißen
— Die Kupferschweißtechnik weist folgende Schwierigkeiten auf.
Ein hoher Wärmeausdehnungskoeffizient führt zu dauerhaften Verformungen und Spannungen;
— die gute Wärmeleitfähigkeit führt zu hohen Abkühlungsraten im Schweißbad. Dies wiederum führt zu schlechter Schweißnahtqualität und Kornwachstum. Dem kann durch Schweißen mit hohem Energieeintrag entgegengewirkt werden;
— eine hohe Gießschwindung des abkühlenden Metalls führt zu einer erheblichen Verformung der Periheme-Zone und der Schweißnaht, zu Restverformungen und Spannungen bei starrer Befestigung der Teile;
-Geschmolzenes Kupfer nimmt leicht Wasserstoff auf, was die Bildung von Wasserblasen fördert. Dies kann zu zahlreichen Rissen und Poren führen. Dieses Phänomen wird als Wasserstoffkrankheit bezeichnet;
— Intensive Verdampfung aus dem geschmolzenen Metall von Zink kann zu Porosität der Schweißnaht führen;
— geschmolzenes Kupfer ist sehr dehnbar, was zusätzliche Schwierigkeiten beim Schweißen verursacht (Überkopf- und Vertikalnähte)
— Heißes Kupfer oxidiert leicht. Dies trägt zur Bildung von feuerfesten Oxyden bei.
Nach dem Schweißen wird die Schweißnaht zunächst geschmiedet und dann bei 600 bis 660 °C geglüht, um eine feinkörnige Nahtstruktur zu erhalten und die chemische Zusammensetzung auszugleichen.
Schweißdraht
Vor der Verwendung wird der Draht durch Beizen mit wässriger Salpetersäure (75 cm³/Liter) oder einer 100:1-Mischung aus Salz- und Schwefelsäure gereinigt und anschließend in Wasser, dann in einer Lauge und dann wieder in klarem, fließendem Wasser gewaschen. Nach dem Waschen wird der Draht mit Heißluft getrocknet. Beim Qualitätsschweißen müssen die Kupferelektroden vortemperiert werden, um die Gefahr der Wasserstoffkrankheit zu verringern.
Schützende Atmosphäre
Die Technologie des Schweißens von Kupfer und Kupferlegierungen setzt die Verwendung einer Schutzgasumgebung voraus, d. h. Stickstoff, Argon, Helium oder deren Mischungen. Das Schweißen in einer Stickstoffatmosphäre ist am effizientesten und erzielt einen hohen Wirkungsgrad der Lichtbogenentladung.
Furnizor
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