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Meisterprüfung Kupferschmiede practice questions

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Question 1Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Welche Kristallgitterstruktur besitzt reines Kupfer bei Raumtemperatur?

  1. Tetragonal-verzerrt
  2. Kubisch-raumzentriert (krz)
  3. Kubisch-flächenzentriert (kfz) Correct answer.
  4. Hexagonal-dichtest gepackt (hdp)

Explanation

Reines Kupfer kristallisiert bei Raumtemperatur kubisch-flächenzentriert mit einer Atompackungsdichte von etwa 74 Prozent. Diese Struktur erklärt die gute Kaltumformbarkeit, weil zahlreiche Gleitsysteme zur Verfügung stehen. Bei sehr hohen Temperaturen wandelt Kupfer nicht in eine andere Gitterstruktur um, es bleibt bis zum Schmelzpunkt kfz.

Question 2Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Welche Legierung wird im Kupferschmiedehandwerk als Rotguss bezeichnet?

  1. Kupfer-Zinn-Zink-Legierung mit Bleizusatz Correct answer.
  2. Kupfer-Nickel mit 25 Prozent Nickel
  3. Reinkupfer mit 0,5 Prozent Phosphor
  4. Kupfer-Zink mit über 30 Prozent Zink

Explanation

Rotguss ist eine Mehrstofflegierung aus Kupfer, Zinn und Zink, häufig mit einem kleinen Bleianteil zur Verbesserung der Zerspanbarkeit. Der Zinnanteil gibt dem Werkstoff gute Gleiteigenschaften und Korrosionsbeständigkeit, weshalb Rotguss für Armaturen und Lagerbuchsen verwendet wird. Reines Kupfer-Zink wäre Messing und nicht Rotguss.

Question 3Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Warum wird beim Hartlöten ein Flussmittel eingesetzt?

  1. Es beschleunigt die Abkühlung der Lötstelle
  2. Es ersetzt das Vorwärmen der Bauteile
  3. Es erhöht die Schmelztemperatur des Lotes
  4. Es verhindert die Oxidation der Fügeflächen und verbessert die Benetzung Correct answer.

Explanation

Flussmittel lösen Oxide auf den Fügeflächen und auf dem Lot und schützen die erhitzten Zonen vor erneuter Oxidation. Dadurch kann das flüssige Lot die metallisch reine Oberfläche benetzen und eine tragfähige Diffusionsverbindung bilden. Ohne Flussmittel bleibt das Lot oft als Kugel liegen, ohne sich zu verbinden.

Question 4Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Welche Kupfersorte wird bevorzugt für Trinkwasserleitungen eingesetzt?

  1. Sauerstofffreies Kupfer OF-Cu
  2. Elektrolytkupfer mit hohem Restphosphor als Halbzeug für Elektrotechnik
  3. Phosphordesoxidiertes Kupfer Cu-DHP Correct answer.
  4. Kupfer mit 2 Prozent Beryllium

Explanation

Phosphordesoxidiertes Kupfer Cu-DHP ist der klassische Werkstoff für Sanitär- und Heizungsrohre. Der Phosphorrest bindet Sauerstoff, sodass keine Wasserstoffversprödung beim Löten auftritt, und die Wärmeleitfähigkeit bleibt für diesen Zweck ausreichend. In der Elektrotechnik wäre der Phosphor wegen der geringeren Leitfähigkeit nachteilig.

Question 5Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Was beschreibt der Begriff Warmfestigkeit eines Werkstoffes?

  1. Die Härte eines Werkstoffes nach dem Abschrecken
  2. Die Fähigkeit, Wärme besonders schnell zu leiten
  3. Die Temperatur, bei der ein Werkstoff erstmals schmilzt
  4. Die Fähigkeit, bei erhöhter Temperatur über längere Zeit mechanische Spannungen ohne übermäßige Verformung zu ertragen Correct answer.

Explanation

Warmfestigkeit kennzeichnet das Verhalten eines Werkstoffes unter Last bei erhöhter Temperatur, wobei Zeitstandfestigkeit und Kriechverhalten eine Rolle spielen. Sie ist besonders für Kessel- und Apparatebau relevant, wo Kupferlegierungen dauerhaft warm beansprucht werden. Sie ist nicht mit der Schmelztemperatur oder der Wärmeleitfähigkeit gleichzusetzen.

Question 6Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Welches Schweißverfahren eignet sich besonders für das Verbinden dünnwandiger Kupferrohre im Sanitärbereich?

  1. Lichtbogenhandschweißen mit dick umhüllter Stabelektrode
  2. Elektroschlackeschweißen
  3. Unterpulverschweißen
  4. Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG) mit Gleichstrom Correct answer.

Explanation

Das WIG-Schweißen mit Gleichstrom und negativer Polung eignet sich gut für dünnwandiges Kupfer, weil der Lichtbogen stabil brennt und die Wärmeeinbringung gut regelbar ist. Als Schutzgas wird Argon oder ein Argon-Helium-Gemisch verwendet, wodurch Oxidation vermieden wird. Bei dicken Querschnitten wäre zusätzlich Vorwärmen nötig.

Question 7Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Welche Prüfung dient vorrangig der zerstörungsfreien Prüfung von Schweißnähten an Kupferbauteilen?

  1. Durchstrahlungsprüfung mit Röntgenstrahlen Correct answer.
  2. Härteprüfung nach Brinell
  3. Zugversuch nach DIN EN ISO 6892
  4. Kerbschlagbiegeversuch

Explanation

Die Durchstrahlungsprüfung mit Röntgen- oder Gammastrahlen zeigt innere Fehler wie Poren, Bindefehler und Risse, ohne das Bauteil zu zerstören. Sie ist daher für die Bewertung von Schweißnähten an fertigen Kupferbauteilen geeignet. Mechanische Prüfungen wie Zug- oder Kerbschlagversuch zerstören die Probe.

Question 8Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Was versteht man unter dem Begriff Seigerung in einer Kupferlegierung?

  1. Die ungleichmäßige Verteilung von Legierungselementen im Gussgefüge Correct answer.
  2. Die Umwandlung von Kupfer in Zinkoxid
  3. Die Entstehung von Eigenspannungen beim Biegen
  4. Die Bildung einer Oxidschicht an der Oberfläche

Explanation

Seigerung entsteht beim Erstarren einer Schmelze, weil die Legierungselemente je nach Löslichkeit unterschiedlich in Restschmelze und Kristall eingebaut werden. Es entstehen Konzentrationsunterschiede zwischen Randsone und Kern, die Eigenschaften und Umformbarkeit beeinträchtigen. Durch Homogenisierungsglühen lassen sich diese Unterschiede teilweise ausgleichen.

Question 9Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Welche Lotgruppe wird beim Weichlöten von Kupferrohren im Sanitärbereich typischerweise verwendet?

  1. Aluminium-Silizium-Lote
  2. Messinglote mit Arbeitstemperatur über 800 Grad Celsius
  3. Reine Nickellote
  4. Zinn-Silber-Lote mit Schmelzbereich um 220 Grad Celsius Correct answer.

Explanation

Weichlote schmelzen unterhalb von etwa 450 Grad Celsius, im Sanitärbereich werden häufig Zinn-Silber- oder Zinn-Kupfer-Lote mit Schmelzpunkt um 220 Grad Celsius eingesetzt. Sie erfordern kein Vorwärmen auf Rotglut und sind für dünnwandige Rohre gut geeignet. Hartlote arbeiten dagegen bei Temperaturen über 450 Grad Celsius.

Question 10Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Warum wird Kupfer vor dem Kaltwalzen oder Ziehen häufig einer Zwischenglühung unterzogen?

  1. Um die durch Kaltverfestigung verlorene Verformbarkeit wiederherzustellen Correct answer.
  2. Um die Oberfläche zu versilbern
  3. Um die elektrische Leitfähigkeit gezielt zu halbieren
  4. Um den Phosphoranteil zu erhöhen

Explanation

Kaltumformung erzeugt Versetzungen, die zu Kaltverfestigung und sinkender Duktilität führen. Eine Zwischenglühung oberhalb der Rekristallisationstemperatur baut diese Versetzungsdichte ab und stellt die Verformbarkeit wieder her. Ohne Zwischenglühung würde das Material bei weiterer Umformung reißen.

Question 11Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Welche Korrosionsart tritt bei Kupferrohren mit aggressivem Trinkwasser besonders häufig auf?

  1. Spannungsrisskorrosion durch Chloride
  2. Interkristalline Korrosion durch hohe Nickelgehalte
  3. Lochfraß durch gelösten Sauerstoff und Ablagerungen Correct answer.
  4. Flächenkorrosion durch hohen pH-Wert

Explanation

Lochfraß an Kupferrohren entsteht häufig durch Sauerstoff, Kohlensäure und Ablagerungen, die zu Belüftungsunterschieden führen und lokale Korrosionszellen bilden. Besonders gefährlich sind ruhende Wasserbereiche und hohe Temperaturen über 60 Grad Celsius. Eine gleichmäßige Flächenkorrosion ist dagegen meist unkritisch.

Question 12Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Wie wirkt sich ein Zinnzusatz auf die Eigenschaften von Kupfer aus?

  1. Er macht das Material unmagnetisch und spröde bei Raumtemperatur
  2. Er senkt die Festigkeit und erhöht die elektrische Leitfähigkeit
  3. Er erhöht die Schmelztemperatur auf über 1500 Grad Celsius
  4. Er erhöht Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, senkt aber die Leitfähigkeit Correct answer.

Explanation

Zinn bildet mit Kupfer Mischkristalle, die die Festigkeit und Härte steigern und die Beständigkeit gegen viele Medien verbessern. Gleichzeitig sinkt die elektrische und thermische Leitfähigkeit, weil Fremdatome die Elektronenbewegung behindern. Deshalb werden Zinnbronzen für Federn und Gleitelemente, nicht für Leiter verwendet.

Question 13Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Welche Aufgabe hat das Beizen von Kupferhalbzeugen nach dem Glühen?

  1. Entfernen der beim Glühen entstandenen Oxidschicht Correct answer.
  2. Erhöhen der Wandstärke durch Abscheidung
  3. Einstellen des Kohlenstoffgehaltes
  4. Aufbringen einer Schutzlackschicht

Explanation

Beim Glühen an Luft bildet Kupfer Zunder aus Kupferoxiden, der weitere Bearbeitungsschritte stört und die Oberfläche verunreinigt. Beizen mit verdünnten Säuren löst diese Oxide ab und schafft eine metallisch reine Oberfläche. Anschließendes Spülen ist wichtig, um Säurereste zu entfernen.

Question 14Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Welcher Prüfwert wird mit dem Zugversuch ermittelt?

  1. Die Streckgrenze und Zugfestigkeit Correct answer.
  2. Die Kerbschlagzähigkeit
  3. Der Ausdehnungskoeffizient
  4. Die elektrische Leitfähigkeit

Explanation

Der Zugversuch liefert Streckgrenze, Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Elastizitätsmodul aus der Spannungs-Dehnungs-Kurve. Er ist die wichtigste mechanische Prüfung für metallische Werkstoffe und wird nach genormten Verfahren durchgeführt. Andere Kennwerte wie Leitfähigkeit oder Ausdehnung werden mit separaten Verfahren bestimmt.

Question 15Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Warum muss beim Schmelzschweißen von Kupfer mit WIG häufig vorgewärmt werden?

  1. Weil Kupfer bei Raumtemperatur magnetisch ist
  2. Weil die Elektrode sonst schmilzt
  3. Weil Kupfer ein sehr guter Wärmeleiter ist und die Wärme schnell abfließt Correct answer.
  4. Weil das Schutzgas sonst nicht zündet

Explanation

Kupfer leitet Wärme etwa achtmal besser als Stahl, sodass der Lichtbogen die Wärme schnell in das Bauteil abführt und die Schmelzbadbildung erschwert wird. Durch Vorwärmen auf etwa 200 bis 400 Grad Celsius wird der Wärmeabfluss verringert und die Einbrandtiefe verbessert. Bei dünnen Blechen kann das Vorwärmen entfallen.

Question 16Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Welche Kupferlegierung wird als Neusilber bezeichnet?

  1. Kupfer-Zinn-Legierung
  2. Kupfer-Aluminium-Legierung
  3. Kupfer-Beryllium-Legierung
  4. Kupfer-Zink-Nickel-Legierung Correct answer.

Explanation

Neusilber ist trotz des Namens kein Silber, sondern eine Kupfer-Zink-Nickel-Legierung mit typischerweise 10 bis 25 Prozent Nickel. Der Nickelanteil erzeugt die silbrig-weiße Farbe und verbessert die Korrosionsbeständigkeit. Verwendet wird Neusilber für Bestecke, Beschläge und dekorative Bauteile.

Question 17Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Was ist beim Hartlöten von Kupfer mit Silberlot hinsichtlich des Spaltmaßes zu beachten?

  1. Der Spalt soll eng sein, damit das Lot durch Kapillarwirkung eindringt Correct answer.
  2. Der Spalt muss mit Flussmittel vollständig ausgefüllt vorliegen
  3. Der Spalt soll möglichst groß sein, damit viel Lot eindringt
  4. Das Spaltmaß spielt keine Rolle

Explanation

Hartlot dringt durch Kapillarwirkung in den Fügespalt ein, wobei enge Spalte von etwa 0,05 bis 0,2 Millimetern die besten Ergebnisse liefern. Zu große Spalte füllen sich nicht zuverlässig und mindern die Festigkeit der Verbindung. Flussmittel dient der Benetzung, darf aber nicht als Füllmaterial wirken.

Question 18Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Welche Wärmebehandlung führt bei kaltverfestigtem Kupfer zur Rekristallisation?

  1. Tiefkühlen auf minus 80 Grad Celsius
  2. Nitrieren in Ammoniakgas
  3. Abschrecken in Wasser nach dem Schmieden
  4. Glühen oberhalb der Rekristallisationstemperatur Correct answer.

Explanation

Rekristallisation setzt voraus, dass die Glühtemperatur die Rekristallisationstemperatur überschreitet, die bei reinem Kupfer je nach Verformungsgrad etwa 200 bis 300 Grad Celsius beträgt. Dabei entstehen neue, versetzungsarme Körner, die Härte sinkt und die Duktilität steigt. Abschrecken oder Tiefkühlen bewirken keine Rekristallisation.

Question 19Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Welche Aussage beschreibt die Eigenschaft von Kupfer als diamagnetischem Werkstoff?

  1. Kupfer wird von einem Magneten schwach abgestoßen Correct answer.
  2. Kupfer wird von einem Magneten stark angezogen
  3. Kupfer leitet keinen elektrischen Strom
  4. Kupfer bleibt beim Erhitzen unmagnetisch

Explanation

Diamagnetische Stoffe haben eine sehr geringe negative Suszeptibilität und werden von Magnetfeldern schwach abgestoßen. Kupfer zeigt dieses Verhalten, weshalb es in der Elektrotechnik keine magnetische Störung verursacht. Ferromagnetische Materialien wie Eisen werden dagegen stark angezogen.

Question 20Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Bei der Prüfung einer Kupferschweißnaht zeigt sich eine gleichmäßig matte, körnige Bruchfläche mit geringer Verformung. Welche Deutung ist fachlich am plausibelsten?

  1. Die Naht enthält vermutlich eine Versprödung, etwa durch Sauerstoff oder Wasserstoff Correct answer.
  2. Die Naht ist wegen zu geringer Wärmeeinbringung nicht aufgeschmolzen
  3. Die Naht weist eine reine Kaltverfestigung ohne Fehler auf
  4. Die Naht ist zäh und vollständig durchgeschweißt

Explanation

Eine körnige Bruchfläche ohne nennenswerte Verformung deutet auf ein sprödes Bruchverhalten hin, das bei Kupfer durch Sauerstoffgehalt oder Wasserstoffversprödung entstehen kann. Phosphordesoxidiertes Kupfer vermeidet diese Gefahr, weil der Sauerstoff gebunden wird. Eine zähe Naht würde dagegen deutliche Einschnürung zeigen.

Question 21Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Welche Funktion hat Silizium in Kupfer-Silizium-Legierungen wie CuSi3?

  1. Es verbessert Festigkeit und Gießbarkeit und wirkt desoxidierend Correct answer.
  2. Es macht die Legierung magnetisch
  3. Es erhöht die elektrische Leitfähigkeit über den Wert von Reinkupfer
  4. Es senkt die Schmelztemperatur unter 400 Grad Celsius

Explanation

Silizium erhöht in Kupfer die Festigkeit und Härte und verbessert die Gießbarkeit, außerdem wirkt es als Desoxidationsmittel. CuSi3 wird häufig als Schweißzusatz für das MIG-Löten von verzinkten Stahlblechen verwendet. Die elektrische Leitfähigkeit sinkt durch den Siliziumzusatz.

Question 22Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Welche Maßnahme verringert beim Schweißen von Kupfer die Gefahr der Wasserstoffversprödung?

  1. Erhöhung des Wasserstoffanteils im Schutzgas
  2. Verwendung von sauerstofffreiem Kupfer oder phosphordesoxidiertem Kupfer Correct answer.
  3. Verwendung von stark zunderndem Zusatzwerkstoff
  4. Verzicht auf Vorwärmen bei dicken Blechen

Explanation

Wasserstoffversprödung entsteht, wenn Wasserstoff mit gelöstem Sauerstoff im Kupfer zu Wasserdampf reagiert, der an Korngrenzen Druck aufbaut und Risse erzeugt. Sauerstofffreies Kupfer oder phosphordesoxidiertes Kupfer enthält kaum freien Sauerstoff und ist daher unempfindlich. Wasserstoff im Schutzgas würde die Gefahr sogar erhöhen.

Question 23Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Wie unterscheidet sich Messing von Bronze nach der üblichen Werkstoffbezeichnung?

  1. Messing ist ein Reinkupfer, Bronze eine Legierung
  2. Messing enthält Nickel, Bronze enthält Aluminium
  3. Messing ist immer zinnhaltig, Bronze immer zinkhaltig
  4. Messing enthält Zink, Bronze enthält Zinn als Hauptlegierungselement Correct answer.

Explanation

Nach klassischer Definition ist Messing eine Kupfer-Zink-Legierung, während Bronze ursprünglich Kupfer-Zinn ist. In der modernen Nomenklatur werden auch andere Bronzen wie Aluminiumbronze oder Siliziumbronze unterschieden. Entscheidend ist das dominierende Legierungselement neben Kupfer.

Question 24Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Welche Prüfung eignet sich, um die Härte einer Kupferlegierung im Bereich der Schweißnaht zu vergleichen?

  1. Durchstrahlungsprüfung mit Röntgenstrahlen
  2. Vickers-Härteprüfung mit definierter Prüfkraft Correct answer.
  3. Spektralanalyse der Legierungselemente
  4. Ultraschallprüfung auf Inneneinschlüsse

Explanation

Die Vickers-Härteprüfung drückt eine Diamantpyramide mit definierter Kraft in die Oberfläche und misst die Diagonale des Eindrucks. Sie liefert einen Härtewert, der mit der Festigkeit korreliert und sich für die Bewertung von Wärmeeinflusszonen eignet. Röntgen und Ultraschall prüfen innere Fehler, nicht die Härte.

Question 25Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Warum werden Kupferbauteile nach dem Schweißen häufig spannungsarmgeglüht?

  1. Um die Oberfläche zu färben und zu dekorieren
  2. Um den Kupferanteil im Werkstoff zu erhöhen
  3. Um die elektrische Leitfähigkeit gezielt zu verringern
  4. Um Eigenspannungen aus dem Wärmeeinfluss abzubauen und Rissbildung zu verhindern Correct answer.

Explanation

Beim Schweißen entstehen durch ungleichmäßige Erwärmung und Abkühlung Eigenspannungen, die zusammen mit äußeren Lasten Risse auslösen können. Ein Spannungsarmglühen bei mäßiger Temperatur baut diese Spannungen ab, ohne das Gefüge grob zu verändern. Die chemische Zusammensetzung bleibt dabei unverändert.

Question 26Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Welche Hauptlegierungselemente kennzeichnen nach der üblichen Einteilung Rotguss (Gunmetal)?

  1. Kupfer mit Zinn und Zink Correct answer.
  2. Kupfer mit Chrom und Zirkon
  3. Kupfer mit Nickel und Zink
  4. Kupfer mit Beryllium und Kobalt

Explanation

Rotguss ist eine Mehrstofflegierung auf Kupferbasis, deren prägende Bestandteile Zinn und Zink sind; häufig kommen noch Blei und geringe Nickelanteile hinzu. Der Zinngehalt bewirkt Festigkeit und Verschleißbeständigkeit, der Zinkanteil verbessert Gießbarkeit und Wirtschaftlichkeit. Die rötlich-gelbe Farbe und die gute Korrosionsbeständigkeit machen Rotguss typisch für Armaturen und Formguss.

Question 27Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Ein Kupferblech zeigt nach dem Biegen eine deutlich höhere Härte als vorher. Welche Ursache hat dieser Effekt?

  1. Aufnahme von Sauerstoff in das Kupfergitter während der Verformung
  2. Umwandlung des kubisch-flächenzentrierten Gitters in ein hexagonales Gitter
  3. Ausscheidung feiner intermetallischer Phasen beim Umformen
  4. Kaltverfestigung durch Versetzungsvervielfachung im Gitter Correct answer.

Explanation

Bei der Kaltumformung vervielfachen sich Versetzungen im Kristallgitter und behindern sich gegenseitig, wodurch die Streckgrenze und Härte steigen. Dieser Effekt heißt Kaltverfestigung und ist bei reinem Kupfer stark ausgeprägt. Durch Zwischenglühung lässt er sich ganz oder teilweise rückgängig machen.

Question 28Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Welches Prüfverfahren eignet sich am besten zur zerstörungsfreien Detektion von Poren und Bindefehlern in einer Kupferhartlötnaht?

  1. Kerbschlagbiegeversuch
  2. Zugversuch an einer entnommenen Probe
  3. Durchstrahlungsprüfung mit Röntgenstrahlen Correct answer.
  4. Metallografische Schliffuntersuchung

Explanation

Die Durchstrahlungsprüfung macht Dichteunterschiede sichtbar, sodass Poren, Lunker und Bindefehler in Löt- und Schweißnähten ohne Zerstörung des Bauteils erkannt werden. Sie ist damit für fertige Kupferbauteile besonders geeignet. Die übrigen Verfahren greifen entweder in das Bauteil ein oder liefern nur integrale Kennwerte.

Question 29Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Warum wird beim Hartlöten von Kupfer mit phosphorhaltigem Kupferlot häufig auf Flussmittel verzichtet?

  1. Phosphor erhöht die Schmelztemperatur des Lotes über die des Grundwerkstoffs
  2. Kupfer bildet beim Erwärmen grundsätzlich keine Oxidhaut
  3. Das Lot schmilzt bereits unterhalb von 200 Grad Celsius
  4. Der Phosphor wirkt als Desoxidationsmittel und bindet Sauerstoff aus der Oxidhaut Correct answer.

Explanation

Phosphor in Kupfer-Phosphor-Loten wirkt als Flussmittelersatz, indem er Kupferoxid reduziert und die Benetzung fördert. Deshalb kann beim Löten von Kupfer untereinander ohne zusätzliches Flussmittel gearbeitet werden. Bei nickelhaltigen Werkstoffen oder beim Löten von Stahl ist Phosphor dagegen ungeeignet, weil dort spröde Phasen entstehen.

Question 30Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Welche Folge hat ein zu großer Lötsphalt beim Hartlöten von Kupferrohren in einer Muffenverbindung?

  1. Das Flussmittel wird überflüssig, weil der Spalt größer ist
  2. Der Spalt wird durch Kapillarwirkung besonders gleichmäßig gefüllt
  3. Die Festigkeit der Verbindung steigt, weil mehr Lot eindringen kann
  4. Das Lot kann die Kapillarwirkung nicht nutzen und füllt den Spalt unvollständig Correct answer.

Explanation

Das Hartlöten beruht auf Kapillarwirkung, die nur bei engen Spalten von etwa 0,05 bis 0,2 Millimetern zuverlässig wirkt. Bei größeren Spalten dringt das Lot nicht mehr selbsttätig ein, es entstehen Hohlräume und die Festigkeit sinkt. Deshalb müssen Rohr und Muffe maßhaltig gefertigt und sauber entgratet sein.

Question 31Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Welche Besonderheit weist Messing mit hohem Zinkanteil beim Schmelzschweißen auf?

  1. Es zeigt beim Schweißen keinerlei Neigung zur Warmrissbildung
  2. Es lässt sich wegen des hohen Zinkanteils besonders leicht ohne Zusatzwerkstoff schweißen
  3. Es bildet beim Erwärmen eine besonders schützende, dichte Zinkschicht
  4. Es neigt wegen des niedrigen Siedepunkts von Zink zu starkem Ausdampfen und Porosität Correct answer.

Explanation

Zink siedet bei etwa 907 Grad Celsius und liegt damit im Bereich der Schmelztemperatur von Messing. Beim Schweißen dampft Zink daher aus, was zu Zinkdämpfen, Porosität und schlechter Nahtqualität führt. Deshalb sind gute Absaugung und angepasste Verfahrensführung nötig.

Question 32Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Welche Aussage beschreibt die Wirkung von Arsen als Zusatz in Kupfer für Rohrwerkstoffe?

  1. Arsen erhöht die elektrische Leitfähigkeit deutlich über den Wert von Reinkupfer
  2. Arsen senkt die Warmfestigkeit und macht das Kupfer weich
  3. Arsen macht Kupfer magnetisch und damit sortierbar
  4. Arsen verbessert die Beständigkeit gegen Entzinkung bei gleichzeitiger Minderung der Leitfähigkeit Correct answer.

Explanation

Arsen wird Kupfer in geringen Mengen zulegiert, um die Beständigkeit gegen Entzinkung und bestimmte korrosive Angriffe zu erhöhen. Gleichzeitig sinkt die elektrische Leitfähigkeit, weil Fremdatome die Elektronenbewegung streuen. Für Leitwerkstoffe ist Arsen daher ungeeignet, für Rohrwerkstoffe dagegen gezielt eingesetzt.

Question 33Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Welche Prüfung eignet sich, um die Schichtdicke einer galvanisch aufgebrachten Nickelschicht auf einem Kupferbauteil zerstörungsfrei zu bestimmen?

  1. Wirbelstromprüfung Correct answer.
  2. Baumann-Abdruck
  3. Biegewechselversuch
  4. Funkenprobe

Explanation

Die Wirbelstromprüfung nutzt die unterschiedliche elektrische Leitfähigkeit von Schicht und Grundwerkstoff und erlaubt eine zerstörungsfreie Dickenmessung. Sie ist für metallische Schichten auf metallischem Grundwerkstoff gut geeignet, sofern die Leitfähigkeiten sich unterscheiden. Andere Verfahren liefern keine Schichtdickenwerte oder zerstören das Bauteil.

Question 34Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Was bezeichnet man als Warmfestigkeit eines Kupferwerkstoffs?

  1. Die Beständigkeit gegen Säuren bei Raumtemperatur
  2. Die Fähigkeit, bei erhöhter Temperatur dauerhaft mechanische Spannungen zu ertragen Correct answer.
  3. Die Härte des Werkstoffs bei Raumtemperatur nach dem Kaltverfestigen
  4. Die Schmelztemperatur der Legierung unter Schutzgas

Explanation

Die Warmfestigkeit beschreibt den Widerstand eines Werkstoffs gegen Verformung und Bruch bei erhöhter Temperatur unter Dauerbeanspruchung. Bei Kupfer sinkt die Festigkeit mit steigender Temperatur deutlich, weshalb warmfeste Legierungen wie CuCrZr oder Sondermessing eingesetzt werden. Reines Kupfer ist dagegen nur bis etwa 200 bis 300 Grad Celsius gut belastbar.

Question 35Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Ein Kupferrohr aus weichem, geglühtem Zustand wird für eine Druckleitung vorgesehen. Welche Werkstoffeigenschaft ist dabei entscheidend zu berücksichtigen?

  1. Die Dichte des Kupfers steigt durch das Glühen deutlich an
  2. Die niedrigere Streckgrenze im weichen Zustand begrenzt den zulässigen Betriebsdruck Correct answer.
  3. Die hohe Streckgrenze im geglühten Zustand erlaubt höhere Betriebsdrücke
  4. Die Wärmeleitfähigkeit wird durch das Glühen praktisch aufgehoben

Explanation

Geglühtes Kupfer hat eine deutlich niedrigere Streckgrenze als kaltverfestigtes Material, wodurch die zulässige Druckbelastung sinkt. Für Druckleitungen wird deshalb häufig der halbharte oder harte Zustand gewählt oder der Nenndruck entsprechend begrenzt. Die Dichte und die Wärmeleitfähigkeit ändern sich durch das Glühen nicht wesentlich.

Question 36Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Welche Aufgabe hat ein Schutzgas beim WIG-Schweißen von Kupfer?

  1. Es erhöht die Schmelztemperatur des Grundwerkstoffs
  2. Es ersetzt das erforderliche Vorwärmen des Werkstücks
  3. Es dient als Zusatzwerkstoff für die Nahtfüllung
  4. Es schirmt die Schmelze vor Luftsauerstoff und Stickstoff ab Correct answer.

Explanation

Das Schutzgas verdrängt die Luft aus dem Bereich von Lichtbogen und Schmelze, sodass Oxide und Nitride nicht entstehen können. Bei Kupfer ist dieser Schutz wichtig, weil Sauerstoff die Leitfähigkeit mindert und Wasserstoffversprödung begünstigen kann. Das Schutzgas beeinflusst jedoch nicht die Schmelztemperatur und ersetzt kein Vorwärmen.

Question 37Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Welche Prüfung gibt am direktesten Auskunft über die Zähigkeit einer Kupfer-Schweißverbindung?

  1. Härteprüfung nach Brinell
  2. Kerbschlagbiegeversuch Correct answer.
  3. Dichtheitsprüfung mit Druckluft
  4. Spektralanalyse

Explanation

Der Kerbschlagbiegeversuch misst die beim Bruch aufgenommene Energie einer gekerbten Probe und ist damit ein direktes Maß für die Zähigkeit. Gerade bei Schweißverbindungen zeigt er Versprödung durch Ausscheidungen oder Verunreinigungen. Härte, chemische Analyse und Dichtheit liefern diese Aussage nicht.

Question 38Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Warum werden Kupferrohre vor dem Verlegen in Heizungsanlagen häufig mit einer Sauerstoffsperrschicht versehen?

  1. Um die Wärmeabgabe des Rohres zu verringern
  2. Um die Diffusion von Sauerstoff in das Wasser und die korrosive Wirkung zu begrenzen Correct answer.
  3. Um die elektrische Leitfähigkeit des Rohres zu erhöhen
  4. Um das Löten ohne Flussmittel zu ermöglichen

Explanation

Sauerstoff, der durch die Rohrwand in das Heizungswasser diffundiert, fördert Korrosion an metallischen Bauteilen wie Kesseln und Pumpen. Eine Sperrschicht aus Kunststoff oder Aluminium verhindert diese Diffusion. Sie hat mit Wärmedämmung, Leitfähigkeit oder Löten nichts zu tun.

Question 39Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Welche Legierung wird als Kupfer-Nickel-Zink-Werkstoff mit silbrigem Aussehen für Bestecke und Zierteile verwendet?

  1. Neusilber Correct answer.
  2. Rotguss
  3. Aluminiumbronze
  4. Sondermessing

Explanation

Neusilber ist eine Kupfer-Nickel-Zink-Legierung, die trotz des Namens kein Silber enthält. Der Nickelanteil erzeugt das silbrig-weiße Aussehen und verbessert die Korrosionsbeständigkeit. Sie wird typischerweise für Bestecke, Musikinstrumente und Zierteile verwendet.

Question 40Fachliche Kenntnisse: Werkstoffe, Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (Kupfer, Kupferlegierungen, Löten, Schweißen)

Bei einer Kupferlegierung soll geprüft werden, ob eine Wärmebehandlung eine unerwünschte Grobkornbildung verursacht hat. Welches Verfahren liefert dazu die aussagekräftigste Aussage?

  1. Zugversuch zur Ermittlung der Bruchdehnung
  2. Metallografische Schliffuntersuchung mit Korngrößenbestimmung Correct answer.
  3. Röntgenfluoreszenzanalyse der Zusammensetzung
  4. Ultraschallprüfung auf Innenfehler

Explanation

Die Korngröße lässt sich nur durch mikroskopische Untersuchung eines präparierten Schliffs zuverlässig bestimmen und mit Richtreihen vergleichen. Grobkorn senkt Zähigkeit und Umformvermögen, ist aber an der Bruchdehnung allein nicht eindeutig ablesbar. Chemische Analyse und Ultraschall geben keine Korngrößenauskunft.

Question 41Fachliche Kenntnisse: Fertigungs- und Umformtechnik (Treiben, Schmieden, Walzen, Bördeln, Rohr- und Blechbearbeitung)

Welche Temperaturspanne gilt beim Treiben von Kupfer als günstig, damit das Werkstück weich bleibt und nicht versprödet?

  1. Etwa 200 bis 300 °C ohne jede weitere Wärmebehandlung
  2. Etwa 900 bis 1000 °C mit Halten über mehrere Stunden
  3. Etwa 400 bis 600 °C mit anschließendem schnellen Abschrecken
  4. Etwa 650 bis 800 °C mit anschließendem Abkühlen an ruhiger Luft Correct answer.

Explanation

Kupfer wird zum Weichglühen üblicherweise auf etwa 650 bis 800 °C erwärmt und danach abgekühlt; das Gefüge rekristallisiert und das Material wird wieder gut umformbar. Zu niedrige Temperaturen bewirken keine vollständige Erholung, zu hohe Temperaturen und langes Halten führen zu grobem Korn und Zunder. Nach dem Glühen ist das Blech für weitere Treibschritte wieder aufnahmefähig.

Question 42Fachliche Kenntnisse: Fertigungs- und Umformtechnik (Treiben, Schmieden, Walzen, Bördeln, Rohr- und Blechbearbeitung)

Was bewirkt das Treiben mit dem Hammer auf einer Treibmulde im Werkstück?

  1. Eine gezielte Verdickung der Blechmitte durch Stauchung
  2. Eine rein elastische Rückfederung ohne bleibende Formänderung
  3. Eine spanende Verringerung der Blechdicke
  4. Eine plastische Verformung mit Aufweitung und Wölbung der Blechfläche Correct answer.

Explanation

Beim Treiben wird das Blech durch schlagartige, versetzte Hammerschläge plastisch verformt; die Fläche weitet sich und wölbt sich zur Hohlform. Das Material fließt dabei, die Wanddicke nimmt örtlich ab, und es entstehen Druckspannungen, die durch Zwischenglühen abgebaut werden müssen. Eine reine Verdickung oder ein spanender Abtrag ist mit dem Treibhammer nicht beabsichtigt.

Question 43Fachliche Kenntnisse: Fertigungs- und Umformtechnik (Treiben, Schmieden, Walzen, Bördeln, Rohr- und Blechbearbeitung)

Warum muss ein Kupferblech beim Treiben in mehreren Stufen zwischengeglüht werden?

  1. Weil sich sonst die Farbe des Kupfers dauerhaft verändert
  2. Weil das Blech sonst magnetisch wird
  3. Weil der Hammer sonst seine Härte verliert
  4. Weil das Material durch Kaltverfestigung hart und rissanfällig wird Correct answer.

Explanation

Jede Kaltumformung erzeugt Versetzungen, die das Kupfer verfestigen und seine Bruchdehnung senken. Ohne Zwischenglühen steigen die Eigenspannungen so weit, dass Risse entstehen. Das Glühen stellt das weiche, gut umformbare Gefüge wieder her und ermöglicht weitere Treibstufen.

Question 44Fachliche Kenntnisse: Fertigungs- und Umformtechnik (Treiben, Schmieden, Walzen, Bördeln, Rohr- und Blechbearbeitung)

Welche Hammerform ist beim Freiformschmieden von Kupfer für streckende Arbeiten typisch?

  1. Ein Kunststoffhammer mit glatter, flacher Bahn
  2. Ein Hammer mit schmaler, quer zur Vorschubrichtung stehender Finne Correct answer.
  3. Ein breiter, stark balliger Hammer mit runder Bahn
  4. Ein Hammer mit gezahnter, aufgerauter Bahn

Explanation

Beim Strecken wirkt eine schmale, quer zur Vorschubrichtung angesetzte Finne wie ein Keil und treibt das Material in Längsrichtung vor sich her. Breite Bahnen verteilen den Schlag und formen eher flächig als streckend. Eine gezahnte Bahn würde Kerben und Oberflächenschäden erzeugen.

Question 45Fachliche Kenntnisse: Fertigungs- und Umformtechnik (Treiben, Schmieden, Walzen, Bördeln, Rohr- und Blechbearbeitung)

Was bezeichnet man beim Walzen als Kaliber?

  1. Die profilierte Form der Walzenoberfläche zur Querschnittsformung Correct answer.
  2. Die Temperatur der Walze beim Anstich
  3. Die Drehzahl der Walzenantriebswelle
  4. Die Dicke des Zunders auf dem Band

Explanation

Kaliber sind in die Walzen eingearbeitete Profilnuten, die dem Walzgut schrittweise den gewünschten Querschnitt aufprägen. Mehrere Kaliber hintereinander bilden eine Kaliberreihe, in der der Querschnitt von Stich zu Stich abnimmt. Temperatur, Drehzahl und Zunder sind Betriebsparameter, aber keine Kaliber.

Question 46Fachliche Kenntnisse: Fertigungs- und Umformtechnik (Treiben, Schmieden, Walzen, Bördeln, Rohr- und Blechbearbeitung)

Welchen Zweck hat eine Bördelung an einem Rohrende?

  1. Sie erhöht die Wanddicke des Rohres über die gesamte Länge
  2. Sie verschließt das Rohr dauerhaft und druckdicht ohne weiteres Bauteil
  3. Sie schafft einen umgelegten Rand zur Verbindung, Führung oder zum Schutz der Schnittkante Correct answer.
  4. Sie vergütet das Gefüge des Rohrwerkstoffs

Explanation

Beim Bördeln wird das Rohrende aufgeweitet und umgelegt, sodass ein Kragen entsteht. Dieser Kragen dient als Anschlag, zur Aufnahme einer Dichtung, als Verbindungselement oder zum Schutz der scharfen Schnittkante. Eine Gefügevergütung oder ein dauerhafter Verschluss ohne Zusatzteil ist damit nicht verbunden.

Question 47Fachliche Kenntnisse: Fertigungs- und Umformtechnik (Treiben, Schmieden, Walzen, Bördeln, Rohr- und Blechbearbeitung)

Welche Eigenschaft macht Kupfer für die Blechbearbeitung durch Tiefziehen besonders geeignet?

  1. Seine hohe Streckgrenze bei geringer Bruchdehnung
  2. Sein geringes spezifisches Gewicht gegenüber Aluminium
  3. Seine gute Kaltformbarkeit bei hoher Bruchdehnung Correct answer.
  4. Seine ausgeprägte Sprödigkeit im kalten Zustand

Explanation

Reines Kupfer besitzt eine hohe Bruchdehnung und lässt sich kalt sehr gut umformen, weshalb es sich für Tiefziehen und Drücken eignet. Die Streckgrenze ist vergleichsweise niedrig, was die Umformung erleichtert. Sprödigkeit tritt erst durch Verunreinigungen wie Sauerstoff oder Wismut auf.

Question 48Fachliche Kenntnisse: Fertigungs- und Umformtechnik (Treiben, Schmieden, Walzen, Bördeln, Rohr- und Blechbearbeitung)

Welche Nahtvorbereitung ist beim Hartlöten oder Schweißen von Kupferblechen mit Stoßkante üblich?

  1. Eine saubere, fettfreie Fuge mit gleichmäßigem Spalt oder V-Naht Correct answer.
  2. Eine stark verzinnte Fugenflanke
  3. Ein umlaufender Spalt von mehreren Millimetern ohne weitere Bearbeitung
  4. Eine bewusst verrundete Fuge mit Grat

Explanation

Kupfer muss an der Fügestelle sauber, fettfrei und oxidfrei sein, damit das Lot oder Schmelzgut benetzt und eine tragfähige Verbindung entsteht. Je nach Verfahren wird ein gleichmäßiger Spalt oder eine V-Naht vorgesehen, die vollständig durchgeschmolzen werden kann. Verzinnung oder ein Grat behindern eine saubere Verbindung.

Question 49Fachliche Kenntnisse: Fertigungs- und Umformtechnik (Treiben, Schmieden, Walzen, Bördeln, Rohr- und Blechbearbeitung)

Ein Kupferrohr aus Cu-DHP mit 22 mm Außendurchmesser und 1 mm Wanddicke soll gebördelt werden. Welche Maßnahme verhindert am wirksamsten ein Einreißen des Bördels?

  1. Das Rohrende vor dem Bördeln durch Kaltverfestigung härten
  2. Das Rohrende vor dem Bördeln weichglühen und den Bördel langsam aufweiten Correct answer.
  3. Den Bördel in einem einzigen schnellen Schlag ohne Führung formen
  4. Das Rohrende mit einer Säge kerben, um die Umformung zu erleichtern

Explanation

Durch Weichglühen wird die beim Ziehen entstandene Kaltverfestigung abgebaut, sodass das Rohrende die nötige Dehnung für die Aufweitung besitzt. Ein langsames, gleichmäßiges Aufweiten mit geeignetem Werkzeug verteilt die Umformung und vermeidet örtliche Spannungsspitzen. Kerben oder harte, ungeglühte Rohrenden sind typische Ursachen für Risse.

Question 50Fachliche Kenntnisse: Fertigungs- und Umformtechnik (Treiben, Schmieden, Walzen, Bördeln, Rohr- und Blechbearbeitung)

Beim Treiben einer Kugelschale aus 1,5 mm Kupferblech zeigen sich nach mehreren Stufen feine Risse am Rand. Welche Ursache ist am wahrscheinlichsten?

  1. Zu häufiges Zwischenglühen mit zu niedriger Temperatur
  2. Zu große Umformgrade je Stufe ohne ausreichendes Zwischenglühen Correct answer.
  3. Eine zu geringe Schlagzahl pro Treibstufe
  4. Ein zu weicher, zu stark erwärmter Hammer

Explanation

Werden je Treibstufe zu große Formänderungen aufgebracht, überschreitet die Randzone ihre Bruchdehnung, bevor ein Glühschritt die Verfestigung abbaut. Randrisse sind ein typisches Zeichen für zu große Stufung oder fehlendes Zwischenglühen. Kleinere Umformgrade und rechtzeitiges Weichglühen verteilen die Dehnung.