kupari on pehmeä, ei-rautametalli, joka voidaan helposti taivuttaa, leikata, muotoilla ja liittää käyttämällä useita hitsausprosesseja. Vaikka sitä käytetään usein koriste kotitalouksien ja arkkitehtonisia kohteita, se on erinomainen johdin sähkön ja lämmön, ja niin on laajalti käytetty sähköteollisuudessa, kun taas kupariputki, venttiilit ja muut varusteet käytetään yleisesti LVI.
koska kupari on sitkeää ja erittäin muokattavaa, sitä käytetään myös tärkeimpänä alkuaineena sadoissa eri seoksissa, kuten messingissä, pronssissa ja nikkelikuparissa. Yleisimmät kupariseoksissa käytetyt seosaineet ovat alumiini, nikkeli, sinkki, tina ja pii.
koska puhdas kupari on liian sitkeää työstettäväksi onnistuneesti, eri seoksiin lisätään pieniä määriä muita alkuaineita työstettävyyden parantamiseksi sekä metallin hapettamiseksi, korroosionkestävämmäksi, sen mekaanisten ominaisuuksien parantamiseksi ja sen vasteen parantamiseksi lämpökäsittelyissä. Kaiken kaikkiaan kaupallisesti saatavilla on yli 300 kupariseosta.
kuparin liittäminen kupariin tai kupariseoksiin
kupari ja useimmat kupariseokset voidaan yhdistää onnistuneesti hitsaamalla, juottamalla tai juottamalla. Tarkka valittu prosessi riippuu paljolti siitä, hitsaatko puhdasta kuparia vai metalliseosta. Jos hitsaat metalliseosta, seoselementit määrittävät, mitä prosessia käytetään, sekä kaikki muut tekijät, jotka otetaan huomioon hitsauksessa, mukaan lukien käytetty täyteaine.
eri hitsausprosessit ja niihin liittyvät prosessit vaativat tietysti erilaisia työkaluja ja tekniikoita, ja on tärkeää oppia tarvittavat taidot, mitä prosessia varten pitää käyttää.
juottaminen, joka on yksi varhaisimmista metalliin yhdistämisen menetelmistä, liittyy lisäaineen (täyteainelangan muodossa) kuumentamiseen niin, että se sulaa ja täyttää liitokset. Pehmeä juottaminen on yksinkertaisin prosessi, ja yksi yleisesti käytetty ja ympäri kodin korjata pieniä metalliesineitä. Se on myös putkimiesten käyttämä menetelmä kupariputkien ja kupariliittimien liittämiseen ja korjaamiseen.
voit käyttää edullista juotosrautaa tai puhalluslamppua, jossa on sopiva vuo pehmytjuottamiseen. Kova juotos liittyy kuumentamalla täyteaineita paljon korkeampaan lämpötilaan, joten liitos on paljon vahvempi kuin muut juotetut liitokset. Täyteaine on erilainen ja sisältää yleensä hopeaa, joten tekniikkaa kutsutaan usein hopean juottamiseksi. Todellinen juottaminen tapahtuu kuitenkin vielä korkeammassa lämpötilassa.
juottaminen on lähinnä juottamista muistuttava tekniikka, ja siinä hyödynnetään samantyyppistä täytemateriaalia (johtoa tai juottotankoa), jota käytetään juottamiseen. Liitosten on oltava hyvin lähellä toisiaan, jotta kapillaaritoiminta voi vetää lisäainetta kuparipalojen väliin. Vaikka käytettävien lämpötilojen on oltava huomattavasti korkeammat kuin juotos, epäjaloa metallia ei saa kuumentaa sulamispisteeseen.
käytetään paljon LVI-työssä, juottamalla voidaan myös yhdistää eri metallityyppejä sekä metallityökappaleita, jotka ovat eripaksuisia.
hitsaus eli tarkemmin kaarihitsaus sisältää useita erilaisia tarkempia tekniikoita. Yleensä hitsausprosessit, jotka hyödyntävät suojaus kaasuja ovat edullisia, vaikka suojattu metalli kaarihitsaus (SMAW), joka on myös yleisesti kutsutaan manuaalinen metalli kaari (MMA) hitsaus voidaan käyttää sovelluksiin, jotka eivät ole kriittisiä. Se on hyödyllinen menetelmä erilaisille kupariseospaksuuksille, varsinkin kun päällystetyt elektrodit kupariseosten hitsaamiseen SMAW: n avulla ovat saatavilla laajassa valikoimassa vakiokokoja.
kuparin ja kupariseosten hitsauksessa tavallisesti käytettyjä suojakaasuja ovat argon ja helium tai näiden kahden seokset – joko kaasumetallikaarihitsauksessa (GMAW), kaasun volframikaarihitsauksessa (GTAW) tai plasmakaarihitsauksessa (tassu), joka on erityisen suosittu kupariseosten hitsauksessa.
yleensä argonia pidetään parempana, jos kupari tai kupariseos on hitsattu käsin ja joko sillä on suhteellisen alhainen lämmönjohtavuus tai se on alle 3,3 mm (0,13 in) paksu. Helium tai helium (75 prosenttia) argon sekoitus on edullinen kone hitsaus ohutlohkojen, tai manuaalinen hitsaus paksummat osat. Tätä seosta suositellaan myös paksummalle metallille tai kuparille, jolla on korkea lämmönjohtavuus.
muita kaarihitsauskuparin kärkikärkiä ovat:
• aina kun mahdollista, käytä kaarihitsauskuparin tasoasentoa.
• GTAW: ta ja SMAW: ta voidaan käyttää hitsaukseen muissa asennoissa, myös yläpuolella.
• jos hitsataan pysty-ja yläpuolisissa asennoissa käyttäen pulssitehoa ja pieniläpimittaisia elektrodeja, GMAW: ta voidaan käyttää joidenkin kupariseosten kanssa.
• kuparin ja sen seosten lämpölaajeneminen sekä sen suurempi lämmönjohtavuus aiheuttavat suurempia hitsausvääristymiä kuin mietoa terästä hitsattaessa.
• vääristymien ja vääntymisen minimoimiseksi hitsaajien on keskityttävä oikeisiin esilämmitysprosesseihin ja tack-hitsauksiin sekä asianmukaisten hitsaussarjojen noudattamiseen.
kuparin ja sen seosten ominaisuudet on otettava huomioon hitsattaessa
riippumatta siitä, käytetäänkö kuparin ja sen seosten hitsaukseen hitsausmenetelmää, on tärkeää kiinnittää huomiota ominaisuuksiin, jotka tekevät kuparin hitsauksesta erilaisen kuin hiiliterästen hitsaus. Esimerkiksi kupari ja kupariseokset ovat sulana hyvin nestemäisiä, ja niillä on:
• korkea lämmönjohtavuus
• korkea sähkönjohtavuus
• suuri lämpölaajenemiskerroin, joka on noin 50 prosenttia korkeampi kuin hiiliteräs
• suhteellisen alhainen sulamispiste
• kuuma lyhyt, joka johtaa joidenkin seosten haurastumiseen korkeissa lämpötiloissa
• lujuus, joka johtuu suurelta osin kylmätyöstä
kuparin ja sen seosten sulamispiste vaihtelee suuresti, mutta se on vähintään 1 000 °F tai 538 °C alempi kuin hiiliteräksen sulamispiste. Kuparilla ei myöskään ole samanlaisia lämpövärejä kuin teräksen hitsauksessa, ja kun se sulaa, sen juoksevuus on paljon suurempi.
the Copper Development Association (CDA) Inc. se on perustanut metalliseosten nimeämisjärjestelmän, jota käytetään laajalti koko Pohjois-Amerikassa, sillä on valtava määrä tietoa kuparin ja kupariseosten hitsauksesta kaikille, jotka haluavat oppia lisää.