ALUNOX Handbuch Schweißtechnik Page 45
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Schweißzusätze Kupfer Massivdrähte/WIG-Stäbe • AX-CuAg 2.1211 • AX-CuAl8 2.0921 • AX-CuAl9Fe 2.0937 • AX-CuAl8Ni2 2.0922 • AX-CuAl8Ni6 2.0923 • AX-CuMn13Al7 2.1367 • AX-CuSi3 2.1461 • AX-CuSi3A 2.1461 • AX-CuSn 2.1006 • AX-CuSn6 2.1022 • AX-CuSn12 2.1056 • AX-CuNi10Fe 2.0873 • AX-CuNi30Fe 2.0837 Kupfer Kupfer Kupfer ist als Werkstoff bereits seit langer Zeit bekannt und wurde wegen seiner guten Umformbarkeit zum ersten verwendeten Metall. Kupfer kann mit vielen Metallen Legierungen bilden, dadurch können mechanischtechno logische Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Dehngrenze, Härte, Verschleißwiderstand, und andere gezielt beeinflusst werden. Kupfer hat eine Dichte von 8,9 g/ cm3 und gehört zu den NichteisenMetallen. Wegen seiner kubischflächen-zentrierten Gitterstruktur (wie austenitischer Stahl) ist eine sehr gute Tieftemperaturzähigkeit und Kaltverformbarkeit gegeben. Kupfer hat eine hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit und eine gute Korrosionsbeständigkeit gegenüber vielen Medien. Kupferwerkstoffe werden nach ihrem Behandlungszustand eingeteilt in: • Ausscheidungshärtende und • nicht Ausscheidungshärtende Werkstoffe Ausscheidungshärtende KupferLegierungen werden wegen schweißtechnisch nachteiligen Ausscheidungen für Schweißkonstruktionen praktisch nicht verwendet. Je nach Erzeugung liegen Kupferlegierungen als Knet- oder Gusslegierung vor. Sie unterteilen sich in Reinkupfer, niedriglegiert bis max. 5% und hochlegiert von mehr als 5% Legierungsbestandteile. Die niedriglegierten sind mit Ag, Mg, Zn, Pb oder Si-legiert, die wichtigsten hochlegierten mit Zn (Messing), Sn (Bronze), Sn+ Zn (Rotguss), Ni+Zn (Neusilber), Ni oder mit Al. Der Sauerstoffgehalt im Kupfer hat schweißtechnisch einen entscheidenden Einfluss. Er wird er zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit hinzugegeben, bewirkt aber zusätzlich eine verstärkte Aufnahme von Wasserstoff. Dies führt zu einer Rissbildung und zu Gefügeauflockerungen (Wasserstoffkrankheit). Diese Kupferwerkstoffe sind daher nicht schweißbar. Kupfersorten, die im Apparate- und Behälterbau eingesetzt werden, sind deswegen entweder sauerstofffrei erschmolzen oder mit P desoxidiert. Schweißen von Kupfer und Kupferlegierungen Kupfer neigt auch beim Schweißen zur Sauerstoff- und Wasserstoffaufnahme aus der Umgebungsluft. Es ist daher auf einen ausreichenden Gasschutz zu achten. Wegen der hohen Wärmeleitfähigkeit besonders der un- und niedriglegierten Kupferwerkstoffe muss entweder der Grundwerkstoff vorgewärmt oder ein Schweißverfahren mit hoher Energiedichte gewählt werden. Die Höhe der Vorwärmtemperatur richtet sich nach der Leitfähigkeit des Grundwerkstoffes und der Wanddicke. Ab 3 mm muss bei unlegierten Kupfer ca. 300°C vorgewärmt werden, bei einer Wanddicke von 15 mm sind dies bereits ca. 500°C. Für saubere und fehlerfreie Schweißnähte und als Schutz der Wurzelseite ist in vielen Fällen die Verwendung von Flussmitteln vorteilhaft. Sie werden vor dem Schweißen auf die Oberfläche des Werkstückes aufgebracht, lösen während der Erwärmung die vorhandenen Oxidschichten und verhindern deren Neubildung. Flussmittel werden hauptsächlich beim Gas- und Lichtbogenschweißen eingesetzt. Wegen der höheren Energiedichte kann bei Schutzgasschweißprozessen vielfach darauf verzichtet werden. Beim WIG-Schweißen werden Flussmittel nur noch in Ausnahmefällen, beim MIG-Schweißen gar nicht mehr verwendet. Beim Lichtbogenhandschweißen ist das Flussmittel oft schon in der Umhüllung vorhanden. Bei hohen Vorwärmtemperaturen, ab ca. 300°C, sollte Flussmittel als Kantenschutz für die Naht-flanken verwendet werden. Wegen der hohen Wärmeausdehnung und dadurch bedingt der hohen Schrumpfung von Kupferwerkstoffen müssen ausreichende Heftstellen oder Klemmfixierungen verwendet werden. Als Schweißverfahren für Kupferwerkstoffe kommt hauptsächlich das WIG- und das MIG-Verfahren zur Anwendung. Das Gasschweißen ist auf unlegiertes Kupfer, das Lichtbogenhandschweißen nur noch auf Instandsetzungs- und Restaurationsarbeiten beschränkt. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A 86 | ALUNOX Handbuch | | ALUNOX Handbuch | 87
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