Unlösbare Fügeverbindungen stellen hohe Anforderungen.
Die Einteilung der Fügeverbindungen kann über vielen Varianten erfolgen. So zum Beispiel nach der Art der Fügeverbindung. Sind diese lösbar, bedingt lösbar oder unlösbar. Aus Werkstoffsicht stellen die unlösbaren Fügeverbindungen besondere Anforderungen an den Werkstoff und dessen Beschaffenheit. Daher werden die unlösbaren Fügeverbindungen wie Schweißen, Löten und Kleben vor dem Hintergrund von Kupferwerkstoffen genauer betrachtet.
Fügeverfahren
Schweißen
Beim Schweißen werden die Bauteile durch Wärme und/oder Kraft mit oder ohne Schweißzusatz miteinander verbunden. Das Herstellen der Verbindung kann durch Schweißhilfsstoffe, z. B. Schutzgase, Schweißpulver oder Pasten, ermöglicht oder auch vereinfacht werden.
Unter Berücksichtigung der besonderen physikalischen und mechanischen Eigenschaften sind viele Kupferwerkstoffe gut schweißbar. In Abhängigkeit vom eingesetzten Werkstoff sind die entsprechenden Fertigungsparameter wie Schweißverfahren, -zusätze sowie Vor- und Nachbehandlungen zu wählen. Kupfer kann mit vielen verschiedenen Metallen Legierungen bilden, so dass eine Vielzahl von Legierungssystemen vorhanden sind, bei denen bestimmte Eigenschaften wie Härte, Zugfestigkeit, Dehngrenze, chemische Beständigkeit, Verschleißwiderstand und andere gezielt beeinflusst werden können. So vielfältig die Kupferwerkstoffe sind so verschieden sind auch die eingesetzten Schweißverfahren. Es kann also nicht einfach von der Schweißbarkeit von reinen Kupfersorten auf die Schweißbarkeit von Legierungen wie Messing oder Bronze geschlossen werden. Auch innerhalb der reinen Kupfersorten führen unterschiedliche Reinheitsgrade zu verschiedenen prozesstechnischen Anpassungen beim Schweißen.
Weitere Informationen erhalten Sie in unserer Broschüre Schweißen
Kleben
Kupfer und Kupferlegierungen sind gut für Klebeverbindungen geeignet. Um qualitativ hochwertige Klebeverbindung herzustellen, ist großes Gewicht auf die Oberflächenvorbereitung zu legen. Die Oberflächen von Kupferwerkstoffen sind gleich nach einer spanenden Bearbeitung am besten für Klebeverbindungen geeignet. In speziellen Fällen ist auch das Aufbringen einer Zwischenschicht als Haftgrund empfehlenswert. Sollen lackierte Oberflächen geklebt werden, ist vorab die Haftfestigkeit der Lackierung zu prüfen.
Hohe Klebfestigkeiten sind bei Klebverbunden aus Kupfer bzw. Kupfer-Legierungen mit Aluminium, mit Zweikomponenten-Klebstoff auf Polyurethanbasis zu erreichen. Da sich Kupferwerkstoffe gut Weichlöten lassen, wurde die Klebetechnik für Kupferwerkstoffe erst relativ spät erprobt. Der Vorteil der Klebeverbindungen ist vor allem darin begründet, dass sich nicht nur Metalle untereinander, sondern auch Metalle mit andersartigen Werkstoffen, z.B. Schichtstoffen, Holz, Kunststoffen usw. verbinden lassen. Die Festigkeiten von Klebeverbindungen liegen in der Größenordnung von Weichlötverbindungen.
Löten
Das Löten ist ein Verfahren zum Verbinden verschiedener metallischer Werkstoffe mit Hilfe eines geschmolzenen Zusatzmetalls (Lot). Es werden das Weichlöten und das Hartlöten unterschieden.
Die Löttemperatur für Weichlote liegt unter 450 °C. Aufgrund der geringen Festigkeit dieser Lote und der entsprechenden Lötverbindung eignen sie sich für geringe mechanische Belastungen und werden überwiegend in der Elektrotechnik eingesetzt. Hartlote zum Löten von Kupferwerkstoffen sind meistens Legierungen auf Kupfer-, Silber- oder Messingbasis und eignen sich für mechanisch stärker beanspruchte Verbindungen. Die Verarbeitungstemperaturen liegen zwischen ca. 450 – 1000 °C.
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