1. Puhtaan kuparin hitsattavuusominaisuudet
Puhtaan kuparin hitsattavuutta rajoittavat pääasiassa seuraavat fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet:
Korkea lämmönjohtavuus: Puhtaalla kuparilla on erittäin nopea lämmönjohtavuus, minkä ansiosta on helppo menettää paljon lämpöä hitsauksen aikana, mikä vaikeuttaa sulamien altaiden muodostamista, epätäydellistä fuusiota, epätäydellistä läpäisyä ja alhaista hitsaustehoa.
Korkea lineaarinen laajenemiskerroin: Se laajenee voimakkaasti kuumennettaessa ja kutistuu voimakkaasti jäähtyessään, mikä aiheuttaa helposti suuria hitsausmuodonmuutoksia ja jäännösjännitystä ja johtaa jopa hitsaushalkeamiin.
Taipumus muodostaa huokoisuutta: Kupariin liuennut vety ja happi saostuvat huokosina jähmettymisen aikana, ja vetyhuokoset ovat yleisin vika kuparin hitsauksessa.
Liukenematon oksidikalvo: Pintaan muodostuu korkeassa lämpötilassa kuparioksidia (Cu₂O), jolla on korkea sulamispiste ja jota on vaikea poistaa. Se vähentää hitsin plastisuutta ja sitkeyttä ja aiheuttaa helposti raerajojen haurastumista.
Alhainen lujuus korkeassa lämpötilassa: Puhdas kupari pehmenee selvästi korkeassa lämpötilassa, ja hitsaus- ja lämpö{0}}vyöhyke on altis luhistumiselle ja lämpöhalkeilulle.
Siksi puhdasta kuparia ei voida hitsata yksinkertaisella-avotulella. Se tarvitsee esilämmityksen, vahvan suojan ja sopivan lämmöntuoton pätevien liitosten saamiseksi.
2. Sopivat hitsausmenetelmät puhtaalle kuparille
Puhtaan kupariosien paksuuden, rakenteen, tuotannon tehokkuuden ja palveluvaatimusten mukaan käytetään yleisesti seuraavia hitsausmenetelmiä:
2.1 TIG-hitsaus (volframi-inerttikaasuhitsaus)
TIG-hitsaus on laajimmin käytetty ja luotettavin puhtaan kuparin hitsausmenetelmä, joka soveltuu erityisesti ohuille levyille, tarkkuusosille ja pienille rakenteille.
Edut: Valokaari on vakaa, lämpö on keskittynyt, hitsin muodostuminen on kaunis, roiske on pieni ja hitsi on puhdas.
Suojaus: Yleensä argonia (Ar) käytetään suojakaasuna eristämään tehokkaasti ilmaa ja estämään hapettumista ja huokoisuutta.
Käyttö: Soveltuu puhtaille kuparilevyille, putkille, sähkökomponenteille, lämmönvaihtimille jne.
Keskeiset kohdat: Keskipaksuille{0}}levyille vaaditaan asianmukainen esilämmitys. AC- tai DC-positiivinen liitäntä voidaan valita paksuuden mukaan.
2.2 MIG/MAG-hitsaus (kaasumetallikaarihitsaus)
MIG-hitsaus soveltuu keskikokoisille ja paksuille puhdaskuparisille työkappaleille korkealla hitsaustehokkuudella.
Edut: Korkea saostustehokkuus, syvä tunkeutuminen, sopii pitkiin hitseihin ja massatuotantoon.
Hitsauslanka: Käytä yleensä puhdasta kuparihitsauslankaa tai piipronssihitsauslankaa parantaaksesi juoksevuutta ja halkeamien kestävyyttä.
Suojaus: 100 % argonia tai argon{1}}heliumseosta käytetään parantamaan suojaa ja lämmön keskittymistä.
Käyttö: Käytetään suurissa kuparirakenneosissa, paksuissa kuparilevyissä, sähkökisoissa jne.
2.3 Plasmakaarihitsaus
Plasmakaarihitsauksella on suurempi energiatiheys ja tunkeutumiskyky kuin TIG-hitsauksella.
Edut: Se voi toteuttaa yksi-sivuhitsauksen ja kaksipuoleisen-sivumuovauksen tietyn paksuisille kuparilevyille, joilla on pieni muodonmuutos ja suuri liitoslujuus.
Sovellus: Soveltuu keskipaksuille{0}}puhdasta kuparisille rakenneosille, jotka vaativat korkeaa laatua ja korkeaa tehokkuutta.
2.4 Juotos
Juotos soveltuu ohutseinäisille-osille, pienille osille ja erilaisille metalliliitoksille, joissa käytetään puhdasta kuparia.
Ominaisuudet: Matala hitsauslämpötila, ei perusmetallin sulamista, pieni muodonmuutos, sopii monimutkaisille komponenteille.
Juotostäytemetallit: Fosforikupari juotostäytemetalli, hopeakupari juotostäytemetalli jne.
Käyttökohteet: Kupariputkiliitännät, sähkökoskettimet, lämmönvaihtimen ytimet, kupari- ja teräs-, kupari- ja alumiiniliitokset.
2.5 Elektronisuihkuhitsaus ja laserhitsaus
Nämä ovat korkean{0}}energisiä sädehitsausmenetelmiä, joilla on suuri tarkkuus ja alhainen muodonmuutos.
Edut: Syvä tunkeutuminen, kapea lämmön-vaikutusalue, pieni hitsausmuodonmuutos, sopii korkean-tarkkuuden ja -suorituskyvyn puhtaaseen kuparikomponentteihin.
Sovellus: Käytetään ilmailussa,{0}}huippuluokan elektroniikassa, tarkkuusinstrumenteissa ja muilla aloilla.
3. Johtopäätös
Yhteenvetona voidaan todeta, että puhdas kupari on vaikeasti--hitsattava materiaali, jonka hitsattavuus on huono tavanomaisissa olosuhteissa, mutta päteviä hitsausliitoksia voidaan saada järkevällä prosessivalinnalla ja tiukasti parametrien valvonnalla. Monien hitsausmenetelmien joukossa TIG-hitsaus on monipuolisin ja yleisimmin käytetty puhtaalle kuparille, MIG-hitsaus soveltuu keski-paksuille levyille ja tehokkaalle
