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Bronze

Bronze schweißen

Von Tom Hess | 24. September 2024
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Das fachgerechte Schweißen von Bronze stellt aufgrund der speziellen Eigenschaften dieser Kupferlegierung eine besondere Herausforderung dar. In diesem Artikel informieren wir Sie über die richtigen Schweißverfahren für Bronze, wie Sie atmosphärische Gasbeeinflussung vermeiden und welche Normen Sie unbedingt beachten sollten.

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AUF EINEN BLICK
Wie kann man Bronze richtig schweißen?
Um Bronze zu schweißen, empfehlen sich Schutzgasschweißtechniken wie WIG oder MIG, da diese das Schmelzbad vor Luft schützen. Vorwärmen ist aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit von Bronze meist nötig, und Flussmittel sind, mit Ausnahme beim MIG-Schweißen, anzuraten.

Bronze ist eine Kupferlegierung

Bronze ist eine Legierung, die der Menschheit schon viele tausend Jahre bekannt ist. Zwar gibt es verschiedene Bronzelegierungen, also auch verschiedene Grundmetalle, woraus Bronze besteht. Immer enthalten ist aber ein Mindestanteil von 60 Prozent Kupfer. Daraus resultiert, dass Bronze ähnliche Eigenschaften beim Schweißen aufweist wie Kupfer oder andere Kupferlegierungen.

Damit sind Schweißeigenschaften von Buntmetallen zu berücksichtigen

Als Buntmetalllegierung ist Bronze damit grundsätzlich gut zu schweißen. Jedoch nimmt das Kupfer beim Schweißen atmosphärische Gase auf. Daraus resultiert eine negative Beeinflussung der Gütequalität gegenüber der Ausgangslegierung. Daraus resultiert, dass vorzugsweise inerte Schutzgas-Schweißtechniken anzuwenden sind, also WIG oder MIG Schweißen. So wird das Schmelzbad für Luft geschützt.

Darüber hinaus ist es schwer, die notwendige Schweiß- bzw. Schmelztemperatur zu erreichen, da Kupfer und damit auch Bronze eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzt. Dadurch wird sehr viele Wärme schnell abgeführt und steht für den Prozess des Aufschmelzens nicht mehr zur Verfügung. Einen besonderen Einfluss haben die Phasen. Einphasige Kupferlegierungen sind sehr gut zu schweißen, mehrphasige Legierungen dagegen nur eingeschränkt. Bleib (Pb) bildet zum Beispiel eine eigene Phase.

Schweißverfahren für Bronze (Kupferlegierungen)

Beim Schweißen muss also auch nach den verschiedenen Bronzelegierungen unterschieden werden. Ansonsten sind grundsätzlich die nachfolgenden Schweißverfahren möglich, wobei sie nicht mehr gleichermaßen intensiv angewandt werden:

  • Gasschmelzschweißen wie Autogenschweißen
  • Lichtbogenschweißen wie elektrisches Schweißen mit Elektrode aus Schweißzusatz
  • Schutzgasschweißen mit inerten Gasen (WIG und MIG Schweißen)

Bei Handwerkern und somit auch bei Heimwerkern sind vor allem die Schutzgasschweißtechniken von Bedeutung. Elektrisches und Autogenschweißen spielen nur eine untergeordnete Rolle. Jedoch ist ein Vorwärmen aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit in der Regel unerlässlich.

Elektrische Leitfähigkeit

Kupferlegierungen sind zudem weniger elektrisch leitfähig als Reinkupfer und damit besser zu schweißen. Bei Legierungen, die Kupfer enthalten, ist die Schweißfähigkeit extrem eingeschränkt. Ab 0,03 Prozent Bleianteil sind Wärmerisse kaum zu vermeiden.

Flussmittel beim Schweißen von Bronze

Grundsätzlich ist die Verwendung von Flussmitteln bei allen Kupferlegierungen empfohlen (Ausnahme MIG-Schweißverfahren). Zu berücksichtigen gilt jedoch, dass CuAl Legierungen (Aluminiumbronzen) andere Flussmittel benötigen. Außerdem müssen Sie bei der vorliegenden Kupferlegierung nach der Kaltverformbarkeit unterscheiden (Kupfer-Berrylium oder Kupfer-Silizium wäre kalt verformbar).

Es muss nach jeder Bronzelegierung unterschieden werden

Kupfer-Zinn-Legierungen sind wohl die für Heimwerker häufigsten Kupferlegierungen (Zinnbronze) zum Schweißen. Auch hier müssen die konkreten Schweißeigenschaften an die darüber hinaus enthaltenen Metalle angepasst sein. Das gilt beispielsweise für CuSnPb-Legierungen (Kupfer Zinn Blei). Insbesondere MIG und WIG Schweißen gilt heute als am besten anzuwenden (außerhalb industrieller Anwendungen).

Wichtige Normen beim Schweißen von Bronze- und Kupferlegierungen

Neben den Schweißverfahren, die an die vorhandene Legierung angepasst werden müssen, sind auch die Zusammensetzungen der Schweißzusatzstoffe von Bedeutung. Sie sollten unbedingt mit den zahlreichen Normen vertraut sein. Dazu gehören unter anderem die nachfolgenden Normen:

  • CEN/TS 13388:2008: Übersicht und Zusammensetzung von Produkten aus Kupfer und Kupferlegierungen
  • DIN EN 1982: Kupfer und Kupferlegierungen
  • DIN 8552-3: Schweißnahtvorbereitungen, Fugenformen bei Kupfer und Kupferlegierungen, Gasschmelzschweißen und Lichtbogenschweißen
  • DIN ISO 15614: Gasschweißen und Lichtbogenschweißen von Kupfer und Kupferlegierungen (Teil 6)

Dazu kommen natürlich noch sämtlichen Normen (DIN, ISO DIN EN usw., die für Schweißverfahren und Schweißzusätze grundsätzlich wichtig sind.

Tipps & Tricks
Nach dem Schweißen muss die Bronze natürlich weiterbearbeitet werden. Hier sind unter anderem das Schleifen und Polieren von Bronze von Bedeutung. Darüber hinaus gibt es natürlich noch andere Verfahren zum Fügen. So wie das Weich- und Hartlöten von Bronze.
Artikelbild: angelo.gi/stock.adobe.com