Es geht um die Wurst

Kupfer-Hochtemperaturwerkstoffe in der Schweißtechnik, Teil 2

Kürzlich berichteten wir darüber, wie Produkte aus Kupfer-Hochtemperaturwerkstoffen den Schweißern das Arbeitsleben erleichtern. Ein wichtiges Schweißverfahren kam dabei nicht vor: das WIG-Schweißen. Aber auch hierfür hat CEP Freiberg ein Angebot. In dem Fall betrifft es nicht nur den Werkstoff, sondern auch die Konstruktion jenes Bauteils, das beim genannten Schweißverfahren das Sorgenkind in puncto Leitfähigkeit und Temperaturbeständigkeit ist: die Spannhülse für die Wolfram-Elektrode. Herausgekommen ist etwas, das ganz anders aussieht als das klassische Produkt, trotzdem in alle Systeme passt – und natürlich viel länger hält.

WIG-Handgerät
Sie halten, weil sie wie eine Wurst geschnitten sind: langlebige Spannhülsen für WIG-Schweißapparaturen von CEP Freiberg

Kaputter Dübel

Ihr liefert doch diese tollen haltbaren Stromkontaktdüsen für MAG- und Unterpulver-Schweißgeräte. Habt Ihr nicht auch etwas für uns? Mit diesen begleitenden Worten sandte uns schon vor Jahren ein namhafter Hersteller von WIG-Schweißapparaturen ein Exemplar jenes Bauteils, das ihm Kopfzerbrechen bereitete: eine Spannhülse für die Wolfram-Elektrode. Sie sah in etwa aus wie ein Kunststoffdübel, den man in ein zu enges Bohrloch zu treiben versucht hat. Allerdings war sie aus Kupfer. Diese Spannhülse spannte nichts mehr, so viel war klar. So sehen sie, nach einer viel zu kurzen Weile, leider alle aus, schrieb uns besagter Hersteller. Viel zu oft müssen wir die Arbeit unterbrechen, um die Spannhülse zu wechseln. Und oft müssen wir dann sogar die Wolfram-Elektrode zusammen mit der Spannhülse wegwerfen, weil beide zu einer untrennbaren Einheit verklebt sind. Effizient geht anders.

Kurzer WIG-Exkurs

Beim Wolfram-Inertgas-Schweißen, kurz: WIG-Schweißen, hält das Handgerät eine fest eingespannte Wolframnadel als Elektrode, die den Lichtbogen erzeugt, ohne sich dabei zu verbrauchen. (Oder jedenfalls fast nicht: Ab und an muss man sie nachstellen.) Das Schweißgut wird hingegen von außen mit der Hand zugeführt. Um die Elektrodenspitze herum erzeugt das Handgerät eine Glocke aus Schutzgas, zumeist Argon oder Helium, wodurch die Oxidation des schmelzenden Schweißgutes verhindert wird. Das WIG-Schweißen dient der Erzeugung hochwertiger Präzisionsnähte, die der geschickte Schweißer regelrecht mit der Hand modelliert. Zum Einspannen der Wolframnadel dient eine doppelt längsgeschlitzte Spannhülse, die durch eine Art Überwurfmutter, das Spannhülsengehäuse, punktuell fixiert wird. Das Ganze erinnert ein wenig an die Minenhalterung in Druckbleistiften.

Wurst statt Bleistift

Natürlich handelte es sich bei der Spannhülse im Kern um das gleiche Problem wie bei den Stromkontaktdüsen: kontaktfreudiges, aber auch weiches Kupfer, das unter Hochtemperatur und mechanischem Druck versagt. Klar würde man auch hier mit dem Verbundrohr von CEP Freiberg – innen Kupfer-Hochtemperaturwerkstoff, außen Elektrokupfer – die Haltbarkeit gegenüber einem Bauteil aus reinem Kupfer verbessern. Aber diese filigrane Konstruktion der Spannhülse mit ihren tiefen Längsschlitzen! In unseren Ingenieursaugen verformte sie sich schon fast beim bloßen Hinsehen. Dabei lag die konstruktive Alternative auf der Hand: eine Spannhülse, bestehend aus zwei kompakten Rohrstückchen: Schräg angeschnitten wie Wurstenden, verschieben sie sich beim Aufschrauben des Spannhülsengehäuses quer zueinander und verklemmen die Wolframnadel. Nicht nur punktuell, sondern über die gesamte Einspannläge und ohne sich selbst zu verformen. Längere Haltbarkeit, mehr Halt und damit auch bessrer elektrischer Kontakt: Was will man mehr?

Patentlösung

Wir fragten den Schweißtechnikhersteller, ob etwas gegen unsere Lösung spreche. Das war nicht der Fall, zumal sich zeigte, dass die Innengeometrien nahezu aller handelsüblichen Spannhülsengehäuse identisch waren. Wir würden also mit einem Rohraußendurchmesser auskommen. Und die Rohrinnendurchmesser? Da deckt unser Verbundrohr drei von vier handelsüblichen Elektrodendicken ab:

  • 1,00 mm
  • 1,60 mm
  • 2,40 mm.

CEP Freiberg hat sein neuartiges Spannhülsensystem 2012 mit Erfolg zum Gebrauchsmuster angemeldet. Nach anfänglicher Skepsis der ungewohnten Bauteilform wegen vertrauen nun viele Anbieter und Nutzer von WIG-Schweißtechnik den Patentspannhülsen. Damit die Kosteneffizienz noch weiter steigt, liefern wir das stärker temperaturbeanspruchte vordere Teilsegment, wir nennen es das Verschiebeelement, stets gleich im Doppelpack.