Wolfram- und Molybdän-Elektroden für das Widerstandsschweißen

Beim Widerstandsschweißen werden die Fügeteile mit Strom erhitzt und dabei solange aufeinandergepresst, bis zwischen ihnen ein punktförmiges Schmelzbad entsteht. Dazu braucht es hohe Ströme und große Presskräfte.

Beim Schweißen dicker Bleche können zwischen Elektrode und Fügeteilen Kräfte bis zu 450 MPa auftreten. Eine große Herausforderung für die Schweißelektroden, die diesen Belastungen standhalten müssen.

Unsere Schweißelektroden aus Wolfram, Molybdän und deren Legierungen eignen sich besonders zum Schweißen von Werkstoffen mit hoher Leitfähigkeit wie beispielsweise Kupfer. Sie kommen bei folgenden Verfahren zum Einsatz: Punktschweißen, Rollnahtschweißen, Buckelschweißen, Pressstumpfschweißen.

Ihre Vorteile auf einen Blick:

Lange Lebensdauer steigert Produktions-
effizienz
Verlässlichkeit durch reproduzierbare Qualität
Homogenität, keine Ausbrüche
Konstanter Widerstand im Schweißprozess
Hohe Dichte und Härte –
konstante Material-
eigenschaften
Gute thermische und elektrische Leiteigenschaft

Wünschen Sie detaillierte Informationen zu unseren Produkten? Auf Anfrage lassen wir Ihnen gerne unsere Produktspezifikationen zukommen.

Für das Widerstandsschweißen bieten wir Ihnen je nach Anwendungszweck das passende Produkt an, von Vollmaterial-Elektroden bis hin zu hintergossenen Elektroden (Einsatzelektroden).

Vollmaterial-Elektroden fertigen wir aus:

W, WL10
Mo, TZM
WCu70/30, WCu75/25, WCu80/20, WCu90/10
Wolfram-Schwermetalllegierung (DENSIMET®)

Unsere hintergossenen Elektroden (Einsatzelektroden) fertigen wir aus:

CuCrZr Schaft mit W, WL10, Mo oder TZM Einsatz
Cu Schaft mit W, WL10, Mo oder TZM Einsatz

Was zeichnet eine sehr gute, optimale Elektrode aus?

Materialeigenschaft der Vollmaterial-Elektrode und der Elektroden-Einsätze
Charakteristisch für unser Material ist eine sehr homogene Struktur und die hohe Anzahl lang gestreckter Lanthanoxidpartikel. Durch diese feine, gleichmäßige Kornstruktur erzielen wir eine besonders hohe Dichte über den gesamten Querschnitt mit einer großen Härte.

Sehen Sie hier die typische Struktur des Plansee Materials im Vergleich zu Materialien anderer Hersteller. Die inhomogene, gröbere Struktur des Vergleichsmaterials lässt auf eine geringe Umformung schließen, was eine erhöhte Porositätsgefahr zur Folge hat. Folglich sind Ausbrüche und schlechtere Bearbeitung das Resultat, jedoch auch in der Schweiß-Performance gibt es Einbußen.

Plansee Material im Längsschnitt (links) und im Querschnitt (rechts)

Vergleichsmaterial im Längsschnitt (links) und im Querschnitt (rechts)
Eine 100-prozentige Verbindungstechnik der hintergossenen Elektrode
Je besser die Verbindung zwischen Elektrodeneinsatz aus Wolfram (W, WL10, WL20) oder Molybdän (Mo oder TZM) und dem Elektrodenschaft aus Kupfer (Cu) oder Kupfer-Chrom-Zirkon (CuCrZr), desto besser und reproduzierbarer werden ihre Schweißergebnisse mit höheren Standzeiten.

Weshalb ist dies so? Mit unserer speziellen Herstellungstechnik stellen wir eine 100-prozentige Verbindung zwischen Elektrodeneinsatz und Elektrodenschaft her. Dadurch erzielen wir einen sehr geringen elektrischen Übergangswiderstand zwischen Einsatz und Schaft. Dies bewirkt eine außerordentlich gute elektrische Leitfähigkeit, was wiederum eine hohe Wärmeleitfähigkeit zur Folge hat. Resultat dieser hohen Wärmeleitfähigkeit ist eine ausgezeichnete Kühlleistung der Elektrodenspitze.

Hingegen haben im Lötverfahren produzierte Elektroden (Einsatzelektroden) herstellungsbedingt Lunker. Da diese Lunker nicht immer gleich sind, weisen die Elektroden einen unterschiedlichen Übergangswiderstand auf. Die Kühlleistung ist aufgrund dessen nicht konstant. Die Folge: Geringere Standzeiten.

Darüber hinaus trägt unsere Verbindungstechnik bei zu einer ressourcenschonenden, nachhaltigen Produktion: Erfahrungsgemäß können unsere Kunden die Ströme aufgrund der optimalen Verbindung deutlich reduzieren und dadurch ihren Energieverbrauch senken. Ein positiver Beitrag zu Ihrer Ökobilanz!

Sehen Sie zum Vergleich ein Querschnitt-Schliffbild eines gelöteten Elektrodeneinsatzes (links) und einen Querschnitt einer unserer hintergossenen Elektroden (rechts):

Ebenso deutlich sind die Lunker an der Verbindung zwischen Elektrodenboden und Schaft zu erkennen (links). Zum Vergleich auch hier die fehlerfreie Verbindungsstelle der hintergossenen Elektrode (rechts):

Ein weiterer Vorteil unserer hintergossenen Elektrode ist eine größere Biegefestigkeit. Die nachfolgende Grafik zeigt deutlich: die perfekte Verbindung der hintergossenen Elektrode bringt, im Vergleich zur marktüblichen gelöteten Elektrode, eine wesentlich größere Stabilität im Biegeverhalten mit sich sowie konstruktionsbedingt eine höhere Steifigkeit.
Biegeverhalten im Vergleich: Hintergossene Plansee-Elektrode vs. gelötete Elektrode / Test-Temperatur 20°C, Test-Geschwindigkeit 5mm/min.
Das obige Diagramm "Belastungskraft zu Biegung" vergleicht die Biegung von Einsatzelektroden mit hintergossenem Einsatz und mit gelötetem Einsatz. Für den Test wurde die Einsatzelektrode waagerecht in einen Halter gespannt (Einspannlänge wie im realen Einsatz) und durch eine senkrechte Kraft an der Elektrodenspitze belastet. Der Vergleichstest zeigt deutlich: die hintergossene Elektrode kann wesentlich höheren Kräften ausgesetzt werden.

Löten versus Hintergießen.
Der Sieger im Punktschweißen steht fest!

Die Vorteile von hintergossenen Elektroden auf einen Blick:

verlässliche Verbindung von Elektroden- und Schaftmaterial

konstanter Widerstand

gleichbleibende thermische Leitfähigkeit

geringerer Energieverbrauch

reproduzierbare Qualität der Elektroden

Prozessstabilität in der Anwendung

Ihre Vorteile: Längere Lebensdauer und gleichbleibende Schweißparameter.

Bearbeitung der Elektrode gemäß ihrer spezifischen Anforderungen

Mit unserer jahrzehntelangen Fertigungserfahrung bieten wir Ihnen beste Qualität zu einem günstigen Preis. Zur Herstellung haben wir das notwendige Equipment, um auf Ihre spezifischen Anforderungen einzugehen. Senden Sie uns einfach Ihre Zeichnung und wir fertigen Ihre Elektrode ganz nach Wunsch.

Geschwindigkeit ist unser Anspruch. Um dem gerecht zu werden, fertigen wir Vollmaterial-Elektroden aus einem lagernden Standard in unterschiedlichsten Dimensionen.

Schweißempfehlung:
Je nach Fügewerkstoff raten wir zu folgendem Elektrodenmaterial aus unserem Sortiment

FÜGEWERKSTOFF	ELEKTRODENMATERIAL
Stahl unbeschichtet	CuCrZr / W
Rostfreier Stahl	CuCrZr / WCu
Stahl beschichtet	CuCrZr / Mo / W / WCu
Kupfer rein	Mo / W / WCu
Messing CuZn / Zinnbronze CuSn	CuCrZr / Mo / W / WCu
Sonstige Cu Legierungen	CuCrZr / Mo / W / WCu
Cu + Cu Legierungen beschichtet	Mo / W / WCu
Sonstige Nichteisenmetalle (z.B. Al, Mg, Ni, Ti)	CuCrZr / Mo / W / WCu
Edelmetalle (z.B. Ag, Au, Pt)	CuCrZr / Mo / W / WCu
Hochschmelzende Metalle (z.B. Mo, Ta, Cr)	W

* Mo, meist TZM / W, meist WL10 / WCu, meist W80Cu20

Elektroden von Plansee – Ihre Bestellvorteile im Überblick:

Kurze Lieferzeiten aufgrund einer 100-prozentigen Inhouse-Produktion
Hoher Qualitätsstandard und reproduzierbare Qualität
Kundenspezifische Lösungen und Anforderungen werden erfüllt
Vollständige Rückverfolgbarkeit, ausschließlich konfliktfreie Materialien und Produkte
Jahreskontrakte mit definierten Lieferungen aus Sicherheitslager möglich

Länger im Einsatz. Erfahren Sie in nur 90 Sekunden, warum unsere hintergossenen Einsatzelektroden so lange halten.

Punktschweißen verbindet zwei elektrisch leitende Metallteile mittels Erwärmung durch Strom unter Einfluss des elektrischen Widerstands. Zwei Elektroden pressen die Bleche zusammen, und wandeln den Schweißstrom an den Kontaktflächen in Wärme um. Ein hoher Strom wird durch den Schweißpunkt gezwungen. Das Metall schmilzt an diesen Punkt - die Schweißverbindung entsteht. Der Vorteil beim Punktschweißen ist, dass eine hohe Energiemenge in einem sehr kurzen Zeitraum auf einen Punkt konzentriert werden kann. Damit ist der Rest des Bleches keiner exzessiven Hitze ausgesetzt. In der Regel liegt die Stärke der Bleche zwischen 0,5 und 3 mm.

WCu-Elektroden für das Buckelschweißen

Für Ihren Buckelschweißprozess liefern wir 100% infiltriertes Wolfram-Kupfer im Verhältnis 75% Wolfram, 25% Kupfer nach RWMA-Standard der American Welding Society (AWS).

Das Material kombiniert das Beste beider Werkstoffe: Die Festigkeit von Wolfram, die exzellente Wärmeleitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit von Kupfer.

Auf unsere Qualität können Sie sich verlassen. Die Materialeigenschaften unserer WCu-Elektroden sind stets konstant. Der Werkstoff lässt sich mit seinem homogenen Gefüge sehr gut mechanisch bearbeiten.

Buckelschweißen ist eine Variante des Punktschweißens. Hierbei wird die Schweißstelle mittels einer Erhöhung (Buckel) auf einem oder beiden zu verbindenden Bauteile hergestellt. Die Erwärmung erfolgt gleich wie beim Punktschweißen, wobei die Wärme hauptsächlich im Bereich der Buckel auftritt. Durch das Buckelschweißen können engere Abstände zwischen den Schweißstellen gewählt werden. Die „Buckel“ können auch als Positionierung dienen. Buckelschweißen wird meist zum Verbinden von Nieten, Schraubenmuttern und sonstige Schrauben auf Metallplatten eingesetzt.

Wolfram-Elektroden für das Thermodenschweißen
Unsere Elektroden aus Wolfram für das Thermodenschweißen fertigen wir ganz nach Ihren Wünschen und Vorgaben. Engste Toleranzen und kompromisslose Qualität sind für uns selbstverständlich. So ist die Spitze unserer Thermoden garantiert rissfrei.

Thermodenschweißen basiert auf dem Prinzip des Widerstandsschweißens. Hierbei fließt der Strom nicht zwischen dem Werkstück und der Elektrode, sondern nur in der Elektrode. Durch die Verengung an der Thermodenspitze wird der Widerstand erhöht und in diesem Bereich die Schweißtemperatur erreicht. Mit der Elektrodenspitze kann das Material an den gewünschten Schweißstellen mit sehr geringen Durchmessern geschmolzen werden.

Fragen zum Material? Bei uns sind Sie richtig.

Mit unserer breiten Werkstoffpalette sind wir für unterschiedlichste Anforderungen gerüstet. Molybdän, Wolfram oder eine unserer zahlreichen Legierungen? Gerne beraten wir Sie persönlich, welches Material sich für Ihr Einsatzgebiet besonders eignet.

Verlassen Sie sich auf unsere Erfahrung in der Bearbeitung von hochschmelzenden Werkstoffen und Schweißelektroden mit höchster Qualität.