P.M. Lück Autoradiateuren is gespecialiseerd in het lassen van aluminium en koper. Voor deze materialen zijn aparte lasmethoden ontwikkeld, die P.M. Lück Autoradiateuren voor u kan toepassen.
In de volgende teksten kunt enkele technische uitleg over het lassen van aluminum of koper nalezen.

Aluminium

TIG-lassen: de afkorting TIG staat voor Tungsten (= Wolfram) Inert Gas werd in de jaren '40 al direct een snel succes voor het verbinden van magnesium en aluminium. Door het gebruik van een inert gas in plaats van een slak om het smeltbad te beschermen, was het proces een aantrekkelijke alternatief voor het autogeen lassen en het booglassen met beklede elektroden. Het TIG-lassen heeft een belangrijke rol gespeeld bij de acceptatie en de toepasbaarheid van aluminium als hoogwaardig materiaal voor gelaste constructies.

Het T.I.G.-lassen is een tweehandige lasmethode, waarmee aan zeer hoge kwaliteitseisen kan worden voldaan. Het werkstuk wordt onder gasbescherming plaatselijk gesmolten door een niet afsmeltende elektrode. Een goede smeltbadbeheersing is mogelijk omdat de elektrische boog en toevoegmateriaal gescheiden worden toegevoerd en daardoor beïnvloed kunnen worden. De las behoeft nagenoeg geen nabehandeling. Een goede handvaardigheid en procestechniek garanderen een optimale kwaliteit

Proceskenmerken Bij het TIG-proces wordt de lasboog getrokken tussen een aangepunte wolframelektrode en het werkstuk in een inerte atmosfeer van argon of helium. De geconcentreerde boog, die wordt gevormd aan de stiftvormige elektrode, is ideaal voor nauwkeurig laswerk waaraan hoge kwaliteitseisen worden gesteld. Omdat de elektrode bij het lassen niet wordt afgesmolten hoeft de lasser niet te schipperen tussen de door de boog ingebrachte warmte en neergesmolten materiaal van een afsmeltende elektrode. Als toevoegmateriaal nodig is, wordt het onafhankelijk van de boog aan het lasbad toegevoegd.

Lassen van koper en haar legeringen.

De geschiedenis van koper gaat terug tot vóór 4500 jaar voor Christus. In oude Egyptische documenten werd dit metaal aangeduid met een symbool dat een afgeleide vorm is van het hiëroglief voor een langdurig leven. Zo zijn archeologische vondsten van koperen waterleidingsystemen gevonden in Abusir (Egypte) daterend uit plusminus 2750 voor Christus! De grote opkomst van koper in productie en gebruik vond vooral plaats in deze eeuw, waarin de jaarproductie groeide van 600.000 ton naar ongeveer 5.500.000 ton. Veel van dit koper wordt verwerkt als legeringselement in diverse koper giet- en kneedlegeringen, maar ook in allerlei additieven b.v. aan verf. De verbindingstechniek van koper en haar legeringen heeft eveneens een zeer lange geschiedenis van aanvankelijk wellen (smeedlassen) en zachtsolderen tot autogeen en koolbooglasen en lassen met beklede elektroden en na de Tweede Wereldoorlog het TIG-, MIG- en Elektronenbundellassen en hard-solderen. Ondanks deze lange geschiedenis is het verbinden van koper of haar legeringen nog heden ten dage een specialisme waar nog regelmatig problemen bij worden ondervonden. Deze aflevering van Laskennis Opgefrist gaat dan ook speciaal over het lassen van het interessante materiaal koper en haar legeringen. Koper en koperlegeringen worden over het algemeen toegepast vanwege hun elektrische- en warmtegeleidingsvermogen en/of corrosieweerstand. Deze gunstige eigenschappen moeten ook na het lassen vanzelfsprekend behouden blijven.

Materiaal typen

Naast zuiver koper zijn inmiddels een groot aantal legeringen ontwikkeld met koper als basis. Deze koperlegeringen worden meestal ingedeeld in relatie tot hun typerende legeringselementen. Voor de aanduiding van koper en haar legeringen op tekeningen en in bestellingen bestaan gedetailleerde Britse, Franse, Duitse en Amerikaanse normbladen en ook van de Europese normen afgeleide Nederlandse t.w. NEN-EN 1412, - 1172 en 1173. In het spraakgebruik worden de koperlegeringen echter meestal aangeduid met hun populaire benaming, zoals:

• Zuiver koper of OHFC-koper (zuurstofvrij-hoogst geleidend)
• Handelskoper of HC-koper (kleine toevoegingen/verontreiniging)
• Messing of koper-zink legering
• Nikkelzilver of koper-zink-nikkel legering
• Brons of koper-tin legeringen (soms met fosfor-toevoeging voor fosforbrons)
• Gun-metaal of koper-tin-zink legering (soms met toevoeging van lood)
• Aluminiumbrons of Cupro-aluminium
• Siliciumbrons of koper-silicium legering
• Cupronikkel of koper-nikkel legering (Cunifer)

Een aantal van deze populaire legeringen zijn samengevat in tabel 1 tesamen met het aanbevolen lastoevoegmateriaal c.f. BS 2901-deel 3 voor het TIG- en het MIG-lassen. De koperlegeringen vertonen een aantal karakteristieke verschillen op gebied van lasbaarheid. Zuiver koper heeft een zodanig hoog warmtegeleidingsvermogen dat voorwarmen tot op hoge temperatuur (tot 500°C) vaak nodig is om de snelle warmte-afvoer te compenseren en zodoende bindingsfouten en poreusheid te voorkomen. Daar waar bereikbaarheid van twee kanten mogelijk is, wordt om die reden ook wel door twee lassers gelijktijdig gelast. Alleen met het elektronenbundellasproces (EB) kan tot grote dikten zonder voorwarmen worden gelast door de hoge energiedichtheid van de bundel (1.106 W/mm2) (zie figuur.)

........................

Bij foto rechts:
Macrodoorsneden (V=5x) van lasrupsen op fosfor gedesoxideerd roodkoper. Van links naar rechts: MIG-gelast onder respectievelijk argon, helium en stikstof. Geheel rechts: gelast met elektronenbundel.
Aan de andere kant hoeven een aantal koperlegeringen zoals de Cupro-nikkel legeringen, door hun met ongelegeerd staal overeenkomende warmtegeleidingsvermogen, helemaal niet voorgewarmd te worden.

Ongelegeerd koper

Deze categorie koper wordt geleverd in drie versies:

• Zuurstofhoudend roodkoper
• Fosfor gedesoxydeerd koper
• Zuurstofvrij (hooggeleidend) koper

Zuurstofhoudend koper bevat ketens van koper-oxide insluitingen die op zich de mechanische eigenschappen en de geleidbaarheidseigenschappen slechts in beperkte mate nadelig beinvloeden. De lasbaarheid is echter beduidend minder dan die van de beide laatste koper-typen. Bij voorkeur wordt dit type koper met het TIG of het MIG-proces gelast (in de reparatiesfeer worden ook wel autogeen lassen en lassen met bekleden elektroden gebruikt). Om de sterke warmte-afvoer te compenseren kunnen schermgassen op helium- of stikstofbasis worden aanbevolen in verband met de hetere lasboog (hogere boogspanning) in vergelijking met argon.

Vermijden van lasgebreken

Bij het smeltlassen van zuurstofhoudend roodkoper kan ten gevolge van dit zuurstofgehalte verbrossing van de warmtebeinvloede zone (WBZ) optreden en de vorming van porositeit in het lasmetaal. Door fosfor gedesoxydeerd koper is beter lasbaar maar ook daarin kan bij het lassen zonder of met onvoldoende lastoevoegmateriaal door residuele zuurstof poreusheid in het lasmetaal ontstaan vooral bij aanwezigheid van waterstofatomen in het schermgas. Poreusheid bij het gasbooglassen is het best te voorkomen door gebruik van voldoende en geschikt lastoevoegmateriaal dat desoxidanten bevat als aluminium, mangaan, silicium, fosfor en/of titaan.

Laaggelegeerd koper

Aan koper worden vaak kleine hoeveelheden van de legeringselementen zwavel, tellurium, chroom, zirkoon of beryllium toegevoegd, om de verspaanbaarheid of de hardheid en slijtweerstand te vergroten. Deze legeringstypen zijn niet of slecht lasbaar. Chroom en beryllium-houdende legeringen moeten altijd voorgewarmd worden om scheuren in de WBZ te voorkomen. Door het lassen van beryllium-koper kan bovendien bij onvoldoende lasdampafzuiging gezondheidsschade ontstaan! Er is zelfs regelgeving in de maak waarbij het bewerken van beryliumhoudend koper geheel wordt verboden.