Expertgids voor het Lassen van Koper: Technieken, Tips & Best Practices

Hoe Koper Te Lassen

Koper lassen is niet moeilijk. De benodigde hitte voor dit type lassen is ongeveer tweemaal zoveel als die vereist voor staal van vergelijkbare dikte. Koper heeft een hoge thermische geleiding. Om deze warmteverlies te compenseren, wordt een mondstuk een of twee maten groter dan die voor staal aanbevolen.

Bij het lassen van grote secties van zware diktes, is aanvullende verhitting raadzaam. Dit proces produceert een las die minder porieus is.

Koper kan worden gelast met een iets oxiderende vlam omdat het gesmolten metaal beschermd wordt door het oxide dat door de vlam gevormd wordt. Als een flux gebruikt wordt om het gesmolten metaal te beschermen, moet de vlam neutraal zijn. Zuurstofvrije koper (gedesoxideerde koperstaaf) moet worden gebruikt in plaats van zuurstofbevattende koper voor gasgelaste assemblages. De staaf moet van dezelfde samenstelling zijn als het basismetaal.

Wat Is Koper?

Koper is een zacht, non-ferro metaal dat gemakkelijk gebogen, gesneden, gevormd en verbonden kan worden met verschillende lasprocessen. Hoewel het vaak gebruikt wordt om decoratieve huishoudelijke en architecturale items te maken, is het een uitstekende geleider van elektriciteit en warmte, en wordt daarom breed gebruikt in de elektrische industrie, terwijl koperpijpen, kleppen en andere fittingen veelvoorkomend zijn voor sanitaire toepassingen.

Omdat het duktil en hoog smeedbaar is, wordt koper ook gebruikt als het hoofd-element in honderden verschillende legeringen, waaronder messing, brons, en nikkel-koper. De meest voorkomende legeringselementen voor koperlegeringen zijn aluminium, nikkel, zink, tin en silicium.

Omdat zuiver koper te duktil is om succesvol te machinebewerken, worden kleine hoeveelheden andere elementen aan de verschillende legeringen toegevoegd om de machineerbaarheid te verbeteren, evenals om het metaal te desoxideren, het meer corrosiebestendig te maken, de mechanische eigenschappen te verbeteren, en de reactie op warmtebehandelingen te verbeteren. In totaal zijn er meer dan 300 koperlegeringen commercieel beschikbaar.

De Verschillende Methodes Voor Het Lassen Van Koper

Koper kan via verschillende methodes worden gelast. Echter, we gaan alleen de meest voorkomende technieken bespreken in dit artikel over het leren hoe koper te lassen. Deze omvatten Gas Metal Arc Welding (GMAW), Gas Tungsten Arc Welding (GTAW), en Handbooglassen (MMAW). Hieronder volgt een uitleg van elk.

Gas Metal Arc Welding (GMAW / MIG)

Ook MIG-lassen genoemd, volgt Gas Metal Arc Welding (GMAW) het SMAW-systeem voor lassen. Dit betekent dat het vulmateriaal dat in deze lastechniek gebruikt wordt, een elektrode is.

Er is echter een verschil tussen de twee methodes; terwijl een reeks korte staven door SMAW als verbruikbare elektrode worden gebruikt, voedt de GMAW-methode automatisch een continue 'draad' naar de lasbrander met een door de gebruiker gedefinieerde snelheid. Daarnaast is er een gereguleerde instelling voor het voeden van het beschermingsgas.

Bij het gebruik van de GMAW-methode om koper te lassen, wordt aanbevolen om ERCu koper elektrodes te gebruiken. Het gebruik van Aufhauser Gedesoxideerd Koper wordt ook aanbevolen; dit is een koperlegering of vulmateriaal met 98,5% zuiverheid.

De dikte van de kopersectie die je moet lassen, bepaalt het benodigde gasmengsel. Over het algemeen wordt argon gebruikt voor diktes tot 6 mm. Voor diktes die dit overschrijden, wordt een mengsel van helium en argon gebruikt. In de GMAW-methode voor het lassen van koper, moet je het vulmateriaal met smalle weef of draadlassen aanbrengen; dit kan met spray overdracht gedaan worden.

Gas Tungsten Arc Welding (GTAW / WIG)

Ook WIG-lassen genoemd, last Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) koper op een manier die vergelijkbaar is met de meeste booglasprocessen; dit betekent dat GTAW het gebruik van elektrische boog voor verwarmen en smelten van zowel het koperstuk als het vulmateriaal omvat.

Naarmate het gesmolten lasbad afkoelt en verzilidt, wordt het beschermd tegen atmospherische effecten door een beschermingsgas zoals argon of helium aan de top van de brander te introduceren. Terwijl GTAW vergelijkbaar is met veel booglasprocessen, last het niet zoals booglasmethoden die de elektrische boog naar het te lassen koper doorgeven met verbruikbare elektrodes.

In plaats daarvan gebruikt GTAW een niet-verbruikbare elektrode om een lasverbinding te creëren tussen de werkstukken; het kan dit met of zonder vulmateriaal doen. Ook in veel andere booglasmethodes wordt het vulmateriaal gebruikt als de elektrode die de elektrische boog naar het te lassen koper draagt.

Echter, afzonderlijke vuldraad wordt in de Gas Tungsten Arc Welding methode gebruikt. Ook is het helemaal niet noodzakelijk om vulmateriaal te introduceren terwijl de GTAW-methode gebruikt wordt om koper te lassen.

De GTAW-methodes kunnen koperstukken met een dikte tot 16 mm succesvol lassen. De aanbevolen vuldraad voor deze methode is elk metaal met een samenstelling vergelijkbaar met het basismetaal. Argon beschermingsgas wordt bevorzugd voor kopersecties met een dikte tot 1,6 mm. Voor werkstukken die deze dikte overschrijden, wordt een mengsel van helium en argon gebruikt.

In vergelijking met argon, stelt een mengsel van helium en argon hogere reissnelheden en diepere penetratie toe bij een vergelijkbare lasstroom. Om het te lassen koperstuk te voorzien van helium's goede penetratie-eigenschappen samen met argon's boogstabiliteitseigenschappen, is het veelvoorkomend gebruikte mengsel 25% Ar / 75% He. Ten slotte wordt voorhandlassen aanbevolen bij het uitvoeren van deze methode op een koperstuk met smalle weef of draadlassen.

Handbooglassen (MMAW)

Deze methode wordt voornamelijk gebruikt om reparatie- of onderhoudslassen op koper en koperlegeringen uit te voeren. Het aanbevolen vulmateriaal voor deze methode is de ECuSn-C elektrode. Een andere aanbeveling is het gebruik van een Gelijke Stroom elektrode positief (DC+) met een draadlastechniek. Wanneer dit vulmateriaal gebruikt wordt, kan de MMAW-methode helpen bij het volgende:

• Koper lassen op andere metalen
• Kleine reparatie van dunne koperstukken
• Lasverbindingen met beperkte toegang

Dit zijn de drie meest voorkomende methodes om koper te lassen. Nu je basisinformatie hebt over elke methode, kun je een techniek/methode kiezen die het meest geschikt is voor je behoeften en het uit te voeren werk. Echter, ongeacht de methode die je kiest om koper te lassen, moet je enkele basisstappen volgen om een effectieve las te produceren. We bespreken deze stappen in de volgende sectie.

De Belangrijkste Stappen In Het Lassen Van Koper

Als je koper zelf wilt lassen, moet je de cruciale stappen kennen die betrokken zijn bij het effectief lassen van koper. Er zijn 11 stappen betrokken bij DIY koper lassen. Door deze stappen in de volgende volgorde uit te voeren, zul je in staat zijn om een extreem duurzame koperlas te produceren.

#1. Zorg Voor Veiligheid

Als je naar koper wilt lassen op eigen initiatief, is het eerste wat je moet doen je veiligheid garanderen. Ongeacht welk metaal je last, moet je de juiste voorzorgsmaatregelen nemen voordat je begint met lassen. Het niet doen hiervan kan je het risico op letsel lopen laten.

Wat zijn de mogelijke voorzorgsmaatregelen die je kunt nemen voordat je begint met koper lassen? Je moet veiligheidsuitrusting aandoen, ervoor zorgen dat er geen brandbaar item om je heen is, en werken in een schone gebied of gebied vrij van vreemde materialen.

Veiligheidsmaatregelen zijn vooral belangrijk bij het lassen van koper; dit is omdat koper een extreem goede geleider van elektriciteit is en je een elektrische schok kunt krijgen als je het metaal met bloote handen aanraakt.

Naast het risico op elektrische schok, kan koper lassen je blootstellen aan giftige gassen. Dus, je moet niet stoppen bij leerhandschoenen en veiligheidskleding om je veiligheid te garanderen bij het lassen van koper. In plaats daarvan moet je een respiratiemasker en oogbescherming in je veiligheidsuitrusting opnemen.

#2. Bereid Het Oppervlak Voor

Oppervlaktevoorbereiding voor het lassen van koper betekent het lasgebied vrij te houden van vet, olie, verf, vuil, en andere vreemde deeltjes voordat je begint met lassen. Waarom moet je het lasgebied vrij houden van deze deeltjes? Omdat de las kan scheuren als ze gemengd raken met het metaal. Daarnaast kunnen ze schadelijke chemicaliën bevatten zoals zwavel, fosfor en lood.

Naast het lasgebied, moet je de koper ook reinigen voordat je begint met lassen. Hoe kun je het lasgebied en de koper reinigen? Met een bronsdraadborstel en een geschikt reinigingsmiddel. Eerst draadborstelen, dan ontvetten met het reinigingsmiddel. Zorg er ook voor dat de oxidelaag die zich vormt tijdens het lassen wordt verwijderd met een draadborstel na het aanbrengen van elke laslaag.

#3. Voorverhitting

Waarom is het belangrijk om koper voor te verhit voordat je kunt beginnen met lassen? Omdat dit metaal een hoge thermische geleiding heeft. Dit is vooral belangrijk als de dikte van het kopermetaal meer dan 0,25 mm (0,01 inch) is. Je moet alle segmenten die gelast moeten worden uniform voorverhitten.

Aangezien koper warmte snel kan geleiden van de lasverbinding naar het omringende basismetaal, is een hoge voorverhitting vereist om dikke kopersecties te lassen. De temperatuur hangt af van de metaaldikte en kan variëren tussen 10° tot 400°C (50° tot 752°F).

Echter, als je koperlegering last, dan kun je deze sectie overslaan omdat de thermische diffusiviteit in dit geval veel lager is vergeleken met koper. Als je koper last en geen koperlegering, moet je de geschikte voorverhitting voor je toepassing selecteren. Je moet speciale aandacht besteden aan het te lassen koper, de basismetaaldikte, het lasproces, en zelfs de algehele massa van het laswerk.

Naast het bovenstaande, is een ander belangrijk ding om de warmte zoveel mogelijk te beperken tot een gelokaliseerd gebied; dit helpt je ervoor te zorgen dat niet te veel van het materiaal in een temperatuurbereik is dat leidt tot verlies van duktiliteit.

Bovendien moet je de voorverhittingstemperatuur handhaven tot de verbinding gelast is. Nadat je begint met lassen, begint de warmte van de voorverhitte koper te dissipateren, wat het risico op scheurvorming verlaagt.

#4. Overweging Van Lasontwerp

Een andere belangrijke stap in het effectief lassen van koper is een overweging van het lasontwerp. Wat omvat dit? Ten eerste moet je rekening houden met de afstand tussen de verbindingen. Ideaal moet je deze afstand binnen bepaalde toleranties controleren op basis van het basismetaal en de gebruikte hardsolderlegering. De optimale spleet voor verbindingen ligt echter tussen 0,04 en 0,20 mm.

Een andere belangrijke overweging hier is een verbindingsoverlap. De ideale verbindingsoverlap zal ten minste drie keer dikker zijn dan het dunste deel dat je verbinden moet. Je moet proberen zo weinig mogelijk materiaal te gebruiken aangezien dit je helpt om de gewenste sterkte te bereiken.

#5. Pas De Vlam Aan

Als je een effectieve koperlas wilt produceren, moet je de vlam passend aanpassen. Het beste is om een neutrale vlam te gebruiken. Wat betekent een neutrale vlam? Een neutrale vlam is een vlam aangepast om dezelfde hoeveelheden acetyleen en zuurstof te laten mengen met dezelfde snelheid. Een ander kritisch ding om hier te doen is de witte binnenkegel duidelijk te definiëren en ervoor te zorgen dat er geen nevel is.

#6. Verwijder De Flux

Je moet het residu op een van de volgende manieren verwijderen als flux is gebruikt:

• Borstelen met draad en stomen
• Borstelen met draad en afspoelen met heet water
• Verdunnen in hete kaustische soda dip

Als je de flux niet volledig verwijdert, kan dit leiden tot verzwakking en zelfs falen van de verbinding.

Kies Vulmateriaal

Het kiezen van het juiste vulmateriaal is een van de meest cruciale stappen in het effectief lassen van koper. Het kiezen van het juiste vulmateriaal helpt bij het lassen van een koperstuk dat sterker is dan het basismetaal. Het beste of meest geschikte vulmateriaal voor het lassen van koper hangt af van de corrosieweerstand van het metaal, hoeveel sterkte je in de verbinding vereist, de werktemperatuur, en de betrokken kosten.

Voor de beste resultaten moet je een vulmetaal kiezen met Silicium (Si) of Mangaan (Mn) inhoud die werkt als desoxidant. Dit is ongeacht of je de GMAW, GTAW, of MMAW methode gebruikt voor het lassen van koper.

Wat betreft vulmaterialen voor het lassen van koper, zijn de meest aanbevolen en veelgebruikte materialen ErCu en ErCuSi-A. De eerste vergemakkelijkt vloeibaarheid omdat het zowel Si als Mn met Tin (Sn) bevat. Aan de andere kant, moet je ErCuSi-A vulmateriaal kiezen als je P-geoxideerde koper wilt lassen; het is ook een goede optie voor het lassen van hard-pitch koper dat zowel Si als Mn als desoxidanten bevat.

Koper Solderen

Solderen, een van de vroegste methoden om metaal te verbinden, omvat het verwarmen van vulmateriaal (in de vorm van een vuldraad) zodat het smelt en verbindingen vult. Zacht solderen is het eenvoudigste proces, en de methode die veelvoorkomend in en rond het huis wordt gebruikt om kleine metalen items te repareren. Het is ook de methode die loodgieters gebruiken om koperpijpen en koperfittingen te verbinden en te repareren.

Je kunt een goedkope soldeerbout of een brandblazer met een geschikte flux gebruiken voor zacht solderen. Hard solderen omvat het verwarmen van de vulmaterialen tot een veel hogere temperatuur, zodat de verbinding veel sterker zal zijn dan andere gesoldeerde verbindingen.

Het vulmateriaal is anders en bevat meestal zilver, dus de techniek wordt vaak zilverhardsolderen genoemd. Echter, echt hardsolderen wordt uitgevoerd op een nog hogere temperatuur.

Koper Hardsolderen

Hardsolderen is essentieel een techniek vergelijkbaar met solderen, en het gebruikt hetzelfde soort vulmateriaal (draad of een hardsolderstaaf) dat voor solderen gebruikt wordt. Verbindingen moeten zeer goed passen zodat capillairwerking het vulmateriaal tussen de koperstukken die verbonden worden, kan trekken.

Hoewel de gebruikte temperaturen aanzienlijk hoger moeten zijn dan die vereist voor solderen, mag het basismetaal niet tot het smeltpunt worden verhit.

Breed gebruikt voor sanitairwerk, kan hardsolderen ook gebruikt worden om verschillende soorten metaal te verbinden alsook metaalwerkstukken die van verschillende diktes zijn.