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.

Wolfram und Molybdän Elektroden für das Widerstandsschweißen

Schweißelektroden aus unseren hoch­schmelzenden Metallen und deren Legierungen haben eine gute elektrische Leit­fähigkeit bei einer exzellenten Hochtemperatur­festigkeit. So halten sie wesentlich länger durch als herkömmliche Werk­stoffe wie Kupfer und Kupfe­­r­legierungen. Überzeugen Sie sich selbst und erhöhen Sie mit unseren Materialien Ihre Elektroden­standzeit.

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.

Widerstandsschweißelektroden

Beim Punktschweißen 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, WL20
  • 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, WL20, Mo oder TZM Einsatz
  • Cu Schaft mit W, WL10, WL20, Mo oder TZM Einsatz

Was zeichnet eine sehr gute, optimal Elektrode aus?

Folgende Faktoren sind aus unserer Sicht entscheidend:
1. Materialeigenschaft der Vollmaterial-Elektrode und der Elektroden-Einsätze
2. Eine 100-prozentige Verbindungstechnik der hintergossenen Elektrode
3. Bearbeitung der Elektrode gemäß ihrer spezifischen Anforderungen

1. Materialeigenschaft

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 /Längsschnitt
Plansee Material / Querschnitt

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

Vergleichsmaterial

Vergleichsmaterial / Querschnitt

 Vergleichsmaterial im Längsschnitt (links) und im Querschnitt (rechts)

2. Verbindungstechnik bei hintergossenen Elektroden

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.  

Hintergossene Widerstandsschweißelektrode

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):

Gelöteter Elektrodeneinsatz
Hintergossene Elektrode

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):

Gelöteter Elektrodeneinsatz
Hintergossene Elektrode

Der Bildausschnitt entspricht jeweils 2500 µm.

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. 

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.

3. Bearbeitung der Elektroden

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: Stäbe aus Molybdän, Wolfram und Legierungen in unterschiedlichsten Dimensionen. Unsere hintergossenen Einsatzelektroden fertigen wir aus folgendem Standard:

Skizze Plansee Einsatzelektroden
SHAFT-POS. 1Ø D x LINSERT-POS. 2ø d ±0,02 
 CuCrZr Ø12 x 96 

 WL10

ø 3,20 
ø 4,20 
ø 6,35 
 WL20ø 3,20 
ø 4,20 
ø 6,35 
 Wø 6,35 
 TZMø 6,35 

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

FÜGEWERKSTOFFELEKTRODENMATERIAL*
Stahl unbeschichtetCuCrZr / W
Rostfreier StahlCuCrZr / WCu
Stahl beschichtetCuCrZr / Mo / W / WCu
Kupfer reinMo / W / WCu
Messing CuZn / Zinnbronze CuSnCuCrZr / Mo / W / WCu
Sonstige Cu LegierungenCuCrZr / Mo / W / WCu
Cu + Cu Legierungen beschichtetMo / 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 Vorteile 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

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.

WCu-Stäbe haben wir für Sie auf Lager. Schauen Sie rein!

Wolframstab

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.

Länger im Einsatz. Erfahren Sie in nur 90 Sekunden, warum unsere Wolfram-Kupfer Elektroden so lange halten.

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 unserere Erfahrung in der Bearbeitung von hochschmelzenden Werkstoffen und Schweißelektroden mit höchster Qualität.

Ihr persönlicher Kontakt
Ihre Kontaktperson für:
David Morrison
Rufen Sie mich an:
+1 508-878-3758
oder senden Sie mir ein E-Mail:
david.morrison@plansee.com
David Morrison