Schweißen von Kupfer: MIG, WIG oder Elektrode?

Das Schweißen von Kupfer ist ein anspruchsvolles, aber unverzichtbares Verfahren in vielen Branchen. Kupfer, das für seine charakteristische rote Farbe bekannt ist, wird von der Menschheit seit der Antike verwendet. Seine Weichheit und Formbarkeit erleichtern die Verarbeitung, während seine ausgezeichnete thermische und elektrische Leitfähigkeit es ideal für die elektrische Verdrahtung macht. Darüber hinaus ist Kupfer sehr korrosionsbeständig und bildet anstelle von Rost eine Patina auf seiner Oberfläche, die es vor weiteren Schäden schützt.

Vorbereiten von Kupfer zum Schweißen

Eine ordnungsgemäße Materialvorbereitung ist entscheidend für qualitativ hochwertige Schweißnähte. Kupferoberflächen müssen frei von Fett, Farbe, Rost und anderen Verunreinigungen sein. Zu den Reinigungsmethoden gehören Drahtbürsten, chemische Reiniger und Schleifgeräte. Sicherheitsvorkehrungen wie Helme, Handschuhe und Schutzkleidung sind für sichere Schweißarbeiten unerlässlich.

Die Auswahl des richtigen Schutzgases

Schutzgas spielt eine entscheidende Rolle beim Schutz des geschmolzenen Metalls vor Oxidation beim Schweißen. Argon ist das am häufigsten verwendete Schutzgas zum Schweißen von Kupfer. Helium bietet aufgrund seiner geringeren Dichte eine bessere Abdeckung des Schweißbereichs und verkürzt die Schweißzeit. Eine Kombination aus Argon und Helium optimiert die Schutzgaszufuhr und verbessert die Schweißqualität.

Schweißen von Kupfer mit Elektrode (SMAW)

Das Schutzgasschweißen (SMAW), auch Elektrodenschweißen genannt, ist die einfachste Form des Lichtbogenschweißens, hat aber beim Schweißen von Kupfer seine Grenzen. Zu den Herausforderungen gehören die hohe Fließfähigkeit des Metalls, begrenzte Schweißpositionen und die Emission schädlicher Verunreinigungen. Die Schweißer müssen in flachen oder horizontalen Positionen arbeiten, und die Schweißleistung hängt weitgehend von den Fähigkeiten des Bedieners ab.

Auswahl der Elektroden für Kupfer

Speziell umhüllte Elektroden minimieren die Sauerstoff- und Wasserstoffaufnahme beim Schweißen von Kupfer und seinen Legierungen. Die Bezeichnung der Elektrode gibt ihre chemische Zusammensetzung an, z. B. Kupfer (Cu), Aluminium (Al), Zinn (Sn), Mangan (Mn) und Nickel (Ni).

Beispiele für Elektroden zum Schweißen von Kupfer:

• BRONWELD CuAl: Wird zum Schweißen von Kupfer, einschließlich Messing und Bronze, verwendet und bietet hohe Festigkeit, Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit.
• BRONWELD CuSn: Ermöglicht das Schweißen von Kupfer und seinen Legierungen sowie das Verbinden von Kupfer mit Stahl und Eisen, geeignet zum Auftragen von Stahl- und Eisenteilen.
• ESAB OK 94.25: Zum Schweißen von Kupfer und seinen Legierungen, insbesondere Messing und Bronze, sowie zum Verbinden dieser Legierungen mit Stahl und zur Reparatur von Gusseisen "kalt".

MIG-Schweißen von Kupfer

Das MIG-Schweißen (Metall-Inert-Gas) von Kupfer wird unter einem Schutzschild aus inerten Gasen wie Argon oder einer Mischung aus Argon und Helium durchgeführt. Kupfer wird mit Gleichstrom geschweißt, und die Oberflächen müssen in der Regel nicht vorgewärmt oder zusätzlich zur Entfernung von Verunreinigungen und Oxiden vorbereitet werden. Dieses Verfahren ist zwar schnell und kostengünstig, kann aber im Vergleich zu anderen Techniken eine geringere Schweißqualität aufweisen. Die Wahl von niedrig legierten Kupferdrähten erhöht die Festigkeit der Verbindung.

Beispiele für MIG/MAG-Drähte für Kupfer:

• MIGWELD CuSi3Mn: Draht auf Kupferbasis mit Silizium- und Manganzusätzen, geeignet zum Schweißen von verzinkten Stählen.
• MIGWELD CuAl8Ni2: Wird zum Schweißen von Kupfer und zum Verbinden mit Stahl, einschließlich verzinktem Stahl, verwendet und ist beständig gegen mechanische Abnutzung und Korrosion.

WIG-Schweißen von Kupfer

WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas) ist eine präzise Technik zum Schweißen von Kupfer. Dabei wird ein elektrischer Lichtbogen zwischen einer nicht abschmelzenden Wolframelektrode und der Kupferoberfläche erzeugt, die mit Argon oder einem Gemisch aus Argon und Helium abgeschirmt ist. Beim WIG-Schweißen entstehen ästhetische, qualitativ hochwertige Schweißnähte, die frei von Poren und Fehlern sind. Dieses Verfahren ermöglicht die volle Kontrolle über den Schweißprozess, was beim Schweißen dünner Werkstoffe entscheidend ist. Zum WIG-Schweißen von Kupfer werden in der Regel gezogene Wolframelektroden verwendet.

WIG-Stäbe zum Schweißen von Kupfer

WIG-Stäbe zum Schweißen von Kupfer müssen eine hohe Schweißnahtqualität und gute mechanische Eigenschaften gewährleisten. Gängige Typen sind:

• ERCu: Besteht hauptsächlich aus reinem Kupfer (über 99%), das aufgrund seiner guten elektrischen und thermischen Leitfähigkeit zum Schweißen von Kupfer geeignet ist.
• ERCuSi-A: Enthält ca. 97% Kupfer und 3% Silizium, verbessert die Fließfähigkeit und Festigkeit der Schweißnaht, geeignet zum Schweißen von Kupfer und seinen Legierungen wie Messing und Bronze.

Schlussfolgerung

Das Schweißen von Kupfer erfordert spezielle Kenntnisse und Fähigkeiten, um die gewünschte Schweißqualität zu erreichen. Die Wahl zwischen MIG-, WIG- oder Elektrodenschweißverfahren hängt von den Projektanforderungen, der Materialstärke und der gewünschten Schweißqualität und -effizienz ab. Jedes Verfahren hat seine Vorteile und eignet sich für unterschiedliche Anwendungen, was deutlich macht, wie wichtig es ist, die richtige Technik für die jeweiligen Bedingungen und Anwendungsanforderungen auszuwählen.