Hallo,
ich habe ein Versuch bei dem ich einen AlMgSi0,5 Rohr gegen eine Stauchplatte rotieren lasse und dadurch wird das Rohr dann gestaucht und es entsteht eine Art Flansch am gestauchten Rohrende.
Ich habe zwei Stauchplattenmaterialien, einmal eine Gussplatte und eine Kupferplatte.
Habe da jetzt folgende Beobachtungen gemacht:
Mit der Kupferplatte braucht das Rohr sehr lange zum Umformen und es bilden sich starke Aufschweißungen. Die Temperatur in der Kupferplatte steig auf bis zu 250 °C, im Wekrstück jedoch nur auf gerade mal ca. 100 °C.
Bei der Gussplatte geht die Umformung sehr schnell, die Oberflächen weisen keine Aufschweißungen auf und die Temperatur in der Gussplatte liegt nur bei ca 90°C und im Werkstück bei ca. 100°C.
Warum kommt es bei Kupfer zu Aufschweißungen und beim Guss nicht?
Warum wird die Kupferplatte so extrem heiß und das Werkstück nicht?
Danke und Gruß
maschi
Hallo
Du schreibst „Gussplatte“. Du meinst wahrscheinlich Gusseisen.
Bei einer Kupferplatte ist es so, das sich Kupfer und Aluminium legieren können. Legieren heißt auch, das im Mikrobereich Verbindungen durch kurzfristige Wärme entstehen, welche im folgenden wieder aufgerissen werden müssen. Dieser Vorgang spielt auch unter Reibungssschweißung eine Rolle.
Bei Gusseisen ist es einmal so, das sich Aluminium und Gusseisen nicht so gut legieren. Auch ist die Schmelztemperatur von Gusseisen höher als von Kupfer.
Kupfer verschmiert auch mehr als Gusseisen, Gusseisen bröckelt höchstens.
Das bedeutet Gusseisen kann sich nicht gut aufgrund von Umformung mit dem Aluminium vermengen.
Graphit im Gusseisen begünstigt reibungsarmes Gleiten.
MfG
Hi Matthias,
danke für deine ausführliche Antwort.
Aber warum wird die Kupferplatte so extrem heiß, aber das Al-Werkstück nicht? Ist es so dass die ganze Wärme in das Kupfer abgeleitet wird, da das Kupfer eine höhere Wärmeleitfähigkeit hat? Aber eigentlich hat doch Al auch eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit oder?
Und beim Guss erreicht man nicht so hohe Temperaturen, da es nicht zu Legierungsbildung kommt oder warum?
Gruß
maschi
Hallo maschi,
Aber warum wird die Kupferplatte so extrem heiß, aber das
Al-Werkstück nicht? Ist es so dass die ganze Wärme in das
Kupfer abgeleitet wird, da das Kupfer eine höhere
Wärmeleitfähigkeit hat? Aber eigentlich hat doch Al auch eine
sehr hohe Wärmeleitfähigkeit oder?
Und beim Guss erreicht man nicht so hohe Temperaturen, da es
nicht zu Legierungsbildung kommt oder warum?
Eigentlich steht die Antwort oben schon, du musst es nur noch verstehen.
Tipp: Miss mal die Kräfte.
Qualitativ geht das schon mal über die Stromaufnahme des Antriebs.
MfG Peter(TOO)
Hi Peter,
wie meinst du das?
Also die Kraft wird bei allen Versuchen konstant gehalten.
Hallo Fragewurm,
wie meinst du das?
Also die Kraft wird bei allen Versuchen konstant gehalten.
Welche ?
Du hast eine Kraft, welche das Rohr anpresst.
Dann brauchst du eine Kraft damit sich da überhaupt etwas dreht.
Und um die Energie zu berechnen, welche du in deine Reibfläche Steckst, brauchst du noch die Drehzahl, den Reibwert und die Zeit.
Das ist alles konstant ?
MfG Peter(TOO)
Also die Drehzahl und Anpresskraft sind konstant.
D.h. um so größer die Zeit und Reibwert desto höher die Temperatur?
Aber warum wird die Kupferplatte so extrem heiß aber das Werkstück nicht?
Hallo Fragewurm,
Also die Drehzahl und Anpresskraft sind konstant.
D.h. um so größer die Zeit und Reibwert desto höher die
Temperatur?
Und was ist mit dem Drehmoment?
Aber warum wird die Kupferplatte so extrem heiß aber das
Werkstück nicht?
Oben steht:
KEINE JOB-ANGEBOTE ODER HAUSAUFGABEN-ERLEDIGUNG!
Ein bisschen darfst du auch selber denken !
Elementare Zusammenhänge sollte man verstehen und nicht nachbeten.
MfG Peter(TOO)
Das soll ja auch keiner. Aber ich verstehe nicht, wenn das Kupfer doch so heiß wird, warum das Al-Werkstück dagegen relativ kühl bleibt. Weil beide Werkstoffe haben doch eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit.
Hallo
Das Aluminium und das Kupfer haben an der Kontaktstelle dieselbe Temperatur.
Wo würdest Du den hingehen, als Wärme? Kannst Du Dich da nicht hineinversetzen?
Das Rohr hat einen sehr kleinen Strömungs/bzw.-Leitungsquerschnitt für Wärme.
Dazu hat das Rohr eine größere Oberfläche.
Zu welchem Ergebnis kommst Du jetzt?
MfG
Hallo Fragewurm,
Das soll ja auch keiner. Aber ich verstehe nicht, wenn das
Kupfer doch so heiß wird, warum das Al-Werkstück dagegen
relativ kühl bleibt. Weil beide Werkstoffe haben doch eine
sehr hohe Wärmeleitfähigkeit.
So lange man deinen genauen Aufbau und die ganzen thermischen Massen nicht kennt, kann man nur rumraten.
MfG Peter(TOO)
Hi,
ja dann würde ich in die Kupferplatte gehen, aber warum hat das Rohr denn eine größere Oberfläche?
Wie lässt sich dass denn physikalisch ausdrücken?
Hallo
Die Oberfläche des Rohres kannst Du ja wahrscheinlich ausrechnen.
Aber einmal angenommen, die Oberfläche des Rohres ist gleich groß wie die der Platte.
Dann ist das Aluminium immer noch dünner an der Kontaktstelle. Wärme geht lieber durch dicke Sachen.
MfG
Geht nicht Wärme lieber dahin, wo die Wärmeleitfähigkeit größer ist?
Hallo
Ich denke, Deine Kupferplatte wird so heiß.
Kupfer leitet doch besser oder nicht??
Außerdem wird der Leitungsquerschnitt bei der Platte schneller größer wie bei dem Rohr. Im Rohr gibts eine 3D Ausbreitung. Im Rohr nur 1D.
Mehr kann ich aber nicht dazu sagen.
MfG