ZAVARLJIVOST BAKRA I LEGURA BAKRA

Tablica. Svojstva Cu u usporedbi s Fe

Svojstva

 

Cu

Fe

Tt – Talište °C

1083

1536

g - Gustoća 20 °C gcm-3

8,96

7,87

Tv – Vrelište °C

2590

3070

c - Spec. toplinski. kapacitet (0 - 100 °C) J kg-1 K-1

0.4

0.46

l - Koef.toplinske vodljivosti (0 - 100 °C) Wm-1 K-1

394

75

a - Koef. linearnog istezanja (0 - 100 °C) 10-6K-1

17,7

12

r - Specifični električni otpor (20 °C) W mm2 m-1

58

10

E - Modul elestičnosti (20 °C) MPa

132000

215000

Čisti Cu, koji se treba zavarivati ne smije sadržavati kisik. Ako se nađe 0,015 - 0,04 % kisika u Cu stvara se Cu2O, koji je vrlo krhak, pa će zavareni spojevi biti krhki. Pri plinskom zavarivanju može doći do stvaranja vodika i difuzije, pa vodik uzrokuje vodikovu bolest:

C2H2 + O2 = 2CO + H2

Također pri visokim temperaturama može se dalje razviti vodena para, koja ostaje zarobljena u strukturi i to mjesto postaje krhko. Na granicama zrna se tvori poroznost:

Cu2O + H2 ® 2Cu + H2O

Cu se dezoksidira s fosforom (0,015-0,05 % P). P smanjuje bitno električnu vodljivost, pa se ovakav Cu ne koristi u elektrotehnici.

Struktura ZT je grubozrnata. Deformiranjem u toplom stanju može se usitniti zrno. Zato se pri plinskom zavarivanju zavar čekića dok je zagrijan. Time se povisuje čvrstoća spoja. Krupnozrnata struktura se ne može usitniti toplinskom obradom, jer Cu nema promjene kristalne rešetke od sobnih temperatura do tališta.

Primjena: Dobra toplinska i električna vodljivost, antikorozivnost, deformabilnost, čvrstoća (Cu - legure) i dekorativnost.

Velika toplinska vodljivost Cu čini teškoće pri zavarivanju. Pri zavarivanju, zbog jakog odvođenja topline, dolazi do teškoća pa se spojevi moraju predgrijavati; Cu je oko 6 puta bolji vodič topline od Fe. Bolji su koncentriraniji izvori topline, za zavarivanje kada se može izostaviti predgrijavanje.

Velika električna vodljivost jako otežava elektrootporno zavarivanje. Velikim jakostima struje i kratkim vremenima moguće je točkasto zavariti Cu limove do 2 mm debljine.

Cu - legure daju višu čvrstoću, otpornost na koroziju i otpornost na trošenje u odnosu na čisti Cu. Toplinska i električna vodljivost Cu-legura je niža.

Legure Cu-Zn (mjed, mesing), Cu-Sn (bronca), Cu-Al (Al bronca), Cu-Ni, Cu-Mn i Cu-Si-Mn i mnoge druge legure s Cr, Zr, Be, Ag, Cd, Mg se koriste za razne namjene i mogu se zavarivati, ali uz specifične zahtjeve, koji se trebaju definirati.

Postupci zavarivanja: Zbog odvođenja topline preporučuje se za debljine preko 6 mm, stavljanje lima u vertikalan položaj uz istovremeno zavarivanje 2 zavarivača, svaki s jedne strane. Postupci za ovakvo zavarivanje: TIG ili plinsko. Predgrijavanje se također preporučuje. Za zavarivanja preporučuje se čekićanje dok je materijal topao, da bi se razbila interkristalna mreža nastalog Cu2O. Kada mreža nije kontinuirana, istezljivost se poboljšava. Pri plinskom zavarivanju se koriste topitelji (prašci, paste), a dodatni materijal s dodatkom P zbog dezoksidacije. TIG zavarivanje uz predgrijavanje može se koristiti do debljine 5 mm. Za debljine preko 5 mm povoljnije je MIG zavarivanje uz korištenje žice s (0.02-0.10)P.

Lemljenje se uspješno primjenjuje za Cu i Cu - legure. Pri zavarivanju Cu materijala prijeti opasnost za zdravlje zbog skrutnutih čestica Cu (prah) koje lebde u atmosferi uz zavar pri MIG zavarivanju Cu.

Zaštita zdravlja Kod zavarivanja čistog Cu MIG postupkom može se javiti "metalna groznica" zbog udisanja Cu čestica (prašine), koja nastaje iz para Cu. Potrebne su zaštitne maske pri zavarivanju. Pri zavarivanju Cu-legura također postoje štetnosi za zdravlje. Npr. isparivanje cinka pri zavarivanju mesinga.

Povratak na početnu stranicu - povratak na popis pitanja iz Zavarivanja I !!