Meisterprüfung Kupferschmiede cheat sheet

Reinkupfer (Cu-ETP, Cu-DHP) hat eine elektrische Leitfähigkeit von etwa 58 MS/m und eine Wärmeleitfähigkeit von rund 390 W/(m·K); Kaltverfestigung senkt die Leitfähigkeit nur geringfügig, steigert aber die Festigkeit deutlich.

Legierungsbezeichnungen nach EN: CuZn = Messing, CuSn = Zinnbronze, CuAl = Aluminiumbronze, CuNi = Kupfer-Nickel, CuBe = Berylliumkupfer; Kurzzeichen mit Werkstoffnummer (z. B. CW004A) sind eindeutig.

Weichlöten unter 450 °C, Hartlöten über 450 °C; beim Hartlöten von Kupfer mit CuP-Loten ist kein Flussmittel nötig, bei CuZn-Loten ist Flussmittel (Borax/Fluorborate) erforderlich.

Phosphor entmischt CuP-Lote: CuP-Lote dürfen nicht für Stahl oder nickelhaltige Werkstoffe verwendet werden, da sich spröde Phosphate bilden (Sprödbruchgefahr).

Schweißen von Reinkupfer: WIG mit Gleichstrom und Helium oder Argon-Helium-Gemisch, Vorwärmen 200–500 °C je nach Wanddicke; hohe Wärmeleitfähigkeit erfordert hohe Energiekonzentration.

Zugversuch nach EN ISO 6892-1 liefert Streckgrenze Rp0,2, Zugfestigkeit Rm und Bruchdehnung A; Härteprüfung nach Brinell (HBW) mit Kugel ist für weiche Kupferwerkstoffe geeignet.

Korngröße und Kaltverformungsgrad bestimmen die Rekristallisationstemperatur von Kupfer (Bereich etwa 200–350 °C); Glühen oberhalb dieser Temperatur stellt Weichheit wieder her.

Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy ist für Kupfer nur begrenzt aussagekräftig, da Kupfer nicht kaltversprödet; für Rohrwerkstoffe ist der Ringfaltversuch praxisnäher.

Treiben ist spanlose Umformung durch schlagartige oder drückende Krafteinleitung mit Hammer und Treibstock; Zwischenglühen ist nach etwa 30–50 % Umformgrad nötig, um Kaltverfestigung abzubauen.

Beim Treiben wird das Blech gestaucht (Dicke nimmt zu, Fläche nimmt ab) oder gestreckt; die Werkstückform entsteht durch gezielte Schlagfolge, nicht durch Materialabtrag.

Bördeln erzeugt einen umlaufenden Rand (Bördel) an Rohren oder Blechen; Rohrbördeln unterscheidet Flachbördel (Dichtfläche) und Rundbördel; Bördelwinkel und -radius richten sich nach Rohrwerkstoff und Dichtsystem.

Mindestbiegeradius beim Biegen von Kupferrohren: weichgeglüht etwa 1×D, hart etwa 3×D; Rohre werden mit Biegefeder oder Rohrbiegegerät kaltgebogen, bei kleinen Radien mit Sandfüllung oder Innenbiegedorn.

Schmieden von Kupfer erfolgt im Bereich 700–900 °C; Übertemperatur führt zu Grobkorn und Warmbruch, zu niedrige Temperatur zu Rissen (Kaltbruch).

Walzen: Warmwalzen bei etwa 700–900 °C für Vorprofile, Kaltwalzen für dünne Bänder mit hoher Maßgenauigkeit; Zwischenglühen zwischen Kaltwalzstichen ist erforderlich.

Beim Blechzuschnitt ist die neutrale Faser beim Biegen zu berücksichtigen; gestreckte Länge = Summe der gestreckten Längen der geraden Abschnitte plus Bogenlänge der neutralen Faser (Radius + k·s).

Schweißnahtvorbereitung an Kupfer: bei Wanddicken über 3 mm V-Naht mit Steg, Spalt und Fase; Wärmeeinbringung durch Vorwärmen und hohe Stromstärke kompensiert die hohe Wärmeableitung.

Technische Zeichnung nach ISO 128: Ansichten in erster oder dritter Projektion, Schnittdarstellungen mit Schraffur, Maßstab und Maßstabseintrag im Schriftfeld; Kupferschmiedeteile werden häufig als Schnitt- und Abwicklungszeichnung dargestellt.

Abwicklung von Zylindern: Umfang U = π·D; Abwicklung eines Kegels erfolgt über die Mantellinienlänge und den Teilkreis; bei Blechdicke wird die neutrale Faser (mittlerer Durchmesser) verwendet.

Behälterberechnung: Zylindermantel-Volumen V = π·r²·h; Kugelvolumen V = 4/3·π·r³; Gewicht G = V·ρ mit ρ Kupfer ≈ 8,9 g/cm³, Messing ≈ 8,4–8,7 g/cm³.

Druckbehälter: Wanddicke überschlägig s = (p·D)/(2·σzul) + Zuschlag; Zuschläge für Korrosion, Abnutzung und Fertigung sind zu addieren und die Zulassung nach einschlägigem Regelwerk zu prüfen.

Arbeitsplan enthält Arbeitsgang, Arbeitsmittel, Werkzeug, Zeitrichtwert und Prüfmerkmal; Reihenfolge folgt fertigungsgerechter Logik: Zuschneiden, Umformen, Fügen, Nachbearbeiten, Prüfen.

Passungssysteme nach ISO: Bohrung H (Grundbohrung) und Welle h (Grundwelle); Spiel- und Presspassungen werden über Nennmaß und Toleranzklasse (IT) festgelegt.

Oberflächenangaben nach ISO 1302 mit Rauheitskennzahl Ra; für Dichtflächen an Kupferbauteilen sind feinere Rauheiten erforderlich als für Sichtflächen.

Stückliste und Materialschnitt: Materialbedarf = Fertigmaß plus Zuschläge für Bearbeitung, Umformung und Verschnitt; Verschnittquote wird bei der Kalkulation berücksichtigt.

Die Meisterprüfungsarbeit umfasst im Regelfall Planung, Fertigung und Dokumentation; die genauen Anforderungen ergeben sich aus der jeweiligen Meisterprüfungsverordnung der Handwerkskammer.

Planungsunterlagen: Werkstattzeichnung, Arbeitsplan, Materialliste, Zeitplan und Prüfplan; Änderungen während der Fertigung sind zu dokumentieren und zu begründen.

Fertigungsdokumentation enthält Werkstoffnachweise, Maßprüfungen, Prüfmittel, Prüfergebnisse, Fotos der Fertigungsschritte und eine Nachkalkulation.

Zwischenprüfungen an definierten Prüfpunkten (Maßhaltigkeit, Dichtheit, Oberfläche) sind im Prüfplan festzulegen; Dichtheitsprüfung häufig durch Wasserbad oder Druckprobe.

Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz sind in der Planung zu berücksichtigen: Gefährdungsbeurteilung, persönliche Schutzausrüstung, Absaugung beim Löten und Schweißen.

Die Dokumentation soll nachvollziehbar sein: Datum, Bearbeiter, verwendete Werkzeuge und Maschinen, eingesetzte Werkstoffe mit Chargenbezug.

Bewertungskriterien umfassen typischerweise Maßhaltigkeit, Funktion, Oberflächenqualität, fachgerechte Fügetechnik, Wirtschaftlichkeit und Qualität der Dokumentation.

Kostenarten: Einzelkosten sind direkt zurechenbar (Material, Fertigungslohn), Gemeinkosten werden über Zuschlagsätze verteilt (Materialgemeinkosten, Fertigungsgemeinkosten, Verwaltungs- und Vertriebsgemeinkosten).

Zuschlagskalkulation: Materialkosten + Materialgemeinkosten + Fertigungskosten + Fertigungsgemeinkosten + Sondereinzelkosten + Verwaltungs-/Vertriebsgemeinkosten + Gewinn = Nettoverkaufspreis; danach Umsatzsteuer.

Maschinenstundensatz = (Abschreibung + Zinsen + Raumkosten + Instandhaltung + Energiekosten) / Maschinenstunden; bei hoher Mechanisierung ersetzt er Fertigungslohnzuschläge.

Deckungsbeitrag = Umsatz − variable Kosten; Deckungsbeitragsrechnung dient der Entscheidung über Zusatzaufträge, solange der Preis über den variablen Kosten liegt.

Auftragsabwicklung: Anfrage, Angebot, Auftragsbestätigung, Fertigungsplanung, Materialbeschaffung, Fertigung, Qualitätskontrolle, Versand, Rechnung, Zahlungsüberwachung.

Zahlungsbedingungen und Lieferbedingungen (Incoterms) sind im Angebot eindeutig zu benennen; Skonto und Rabatte sind in der Kalkulation zu berücksichtigen.

Marketing-Mix: Produkt-, Preis-, Distributions- und Kommunikationspolitik; für Handwerksbetriebe sind Referenzen, Qualitätsnachweise und regionale Präsenz zentrale Instrumente.

Ausbildereignung nach AEVO: Prüfung aus den Handlungsfeldern Ausbildungsvoraussetzungen prüfen, Ausbildung planen, Ausbildung durchführen, Ausbildung abschließen.

Ausbildungsrahmenplan und betrieblicher Ausbildungsplan: Der Betriebsplan überträgt die Inhalte des Rahmenplans auf betriebliche Gegebenheiten und Ausbildungsabschnitte.

Ausbildungsvertrag nach BBiG: Vertragsniederschrift vor Ausbildungsbeginn, Eintragung in das Verzeichnis der Berufsausbildungsverhältnisse, Probezeit mindestens ein Monat, höchstens vier Monate.

Eignung der Ausbildungsstätte nach § 27 BBiG: Ausbildungsstätte muss nach Art und Einrichtung geeignet sein und genügend Ausbildungsplätze bieten; Ausbilder muss persönlich und fachlich geeignet sein.

Ausbildungsmethoden: Vier-Stufen-Methode (Vorbereiten, Vormachen, Nachmachen, Üben), Lehrgespräch, Projektmethode, Leittextmethode; Auswahl richtet sich nach Lernziel und Ausbildungsstand.

Beurteilung von Auszubildenden: Lernzielkontrollen, Beurteilungsgespräche, schriftliche Beurteilung; Kriterien müssen transparent und nachvollziehbar sein.

Jugendarbeitsschutzgesetz: Arbeitszeit Jugendlicher höchstens 8 Stunden täglich und 40 Stunden wöchentlich, Ruhepausen, Beschäftigungsverbote und ärztliche Erstuntersuchung sind zu beachten.

Arbeitsschutzgesetz verpflichtet den Arbeitgeber zur Gefährdungsbeurteilung nach § 5 ArbSchG; Maßnahmen folgen der Rangfolge Substitution, technische, organisatorische und persönliche Schutzmaßnahmen.

Arbeitsstättenverordnung und Betriebssicherheitsverordnung regeln Einrichtung, Prüfung und Betrieb von Arbeitsmitteln; Prüffristen ergeben sich aus Gefährdungsbeurteilung und Herstellerangaben.

Gefahrstoffe: Beurteilung nach Gefahrstoffverordnung, Sicherheitsdatenblätter, Betriebsanweisungen, Substitutionsprüfung, Absaugung und Atemschutz beim Löten und Schweißen.

Beim Hartlöten und Schweißen entstehen Rauchgase und Metalloxide; Lüftung und Absaugung sind erforderlich; Flussmittel enthalten Fluoride und Borate und sind gesundheitsgefährdend.

Brandschutz: Flammpunkt und Zündtemperatur beachten, brennbare Stoffe von Feuerstellen fernhalten, Feuerlöscher und Löschmittel bereithalten, Heißarbeiten nur mit Erlaubnisschein.

Umweltschutz: Kupfer und Kupferlegierungen sind Wertstoffe und recyclingfähig; Abfälle sind nach Abfallverzeichnis zu trennen, Lötreste und Flussmittelreste sind als gefährliche Abfälle zu entsorgen.

Persönliche Schutzausrüstung: Schutzbrille, Gehörschutz, Sicherheitsschuhe, Schutzhandschuhe, Schweißerschutzkleidung und Atemschutz je nach Tätigkeit; PSA ist vom Arbeitgeber bereitzustellen.

Unfallverhütung: Unterweisung nach § 12 ArbSchG mindestens jährlich, Ersthelfer, Verbandbuch, Meldung von Arbeitsunfällen an die Berufsgenossenschaft bei mehr als drei Tagen Arbeitsunfähigkeit.