Ein Kupferrohr schweißen

Von Tom Hess | 19. Januar 2021

Die fachgerechte Verbindung von Kupferrohren bedarf besonderer Kenntnisse und Fähigkeiten. Der folgende Artikel gibt einen tiefen Einblick in das Schweißen von Kupferrohren und beleuchtet Techniken wie das MIG- und WIG-Schweißen sowie wichtige Aspekte wie die Besonderheiten bei Kupferlegierungen und aktuelle Normen.

Schweißen ist für allem für Kupferrohre mit einem größeren Durchmesser eine sinnvolle Verbindungstechnik

AUF EINEN BLICK

Wie kann man Kupferrohre schweißen?

Kupferrohre können durch MIG-, WIG- und teilweise elektrisches Lichtbogenschweißen verbunden werden. Dabei müssen thermische Eigenschaften, Sauerstoffgehalt und Kupferlegierungen berücksichtigt werden. Für Heimwerker sind Löten oder Pressen von Kupferrohren gängigere Verfahren.

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Schweißen oder löten von Kupferrohren?

Grundsätzlich lässt sich Kupfer sehr gut schweißen. Jedoch werden abhängig von der Anwendung und bei Rohrstärken von bis zu 3 mm eher Verfahren wie das Löten von Kupferrohren angewandt. Hier muss zwischen dem Weich- und Hartlöten von Kupferrohren unterschieden werden. Je nach Anwendung kann es sogar sein, dass nicht geschweißt, dafür ein Kupferrohr nur weichgelötet werden darf.

Die Besonderheiten von Kupfer beim Schweißen

Beim Schweißen sind insbesondere die thermischen Eigenschaften zu berücksichtigen, also die Ausdehnung und das Zusammenziehen beim Abkühlen. Darüber hinaus hat Kupfer wie andere NE-Metalle die Eigenschaft, beim Erhitzen, wie es beim Schweißen der Fall ist, Gase aufzunehmen und zu binden. Im Zusammenwirken können diese beiden Effekte schnell zu einer minderwertigen Schweißnaht führen.

Kupferlegierungen sind ebenfalls einzeln zu betrachten

Daher ist das Schweißen von Kupfer und Kupferlegierungen, also auch von Kupferrohren, auf solche Schweißverfahren begrenzt, die einen hinreichenden Schutz bieten. Das wären insbesondere die nachfolgenden Schweißverfahren:

MIG-Schweißen
WIG-Schweißen
elektrisches Lichtbogenschweißen per Hand (eingeschränkt)

Das elektrische Lichtbogenschweißen von Kupferrohren

Schon das Lichtbogenhandschweißen verdeutlicht die Problematik recht gut. Einerseits muss durch die schnelle Wärmeableitung das Kupfer vorgewärmt werden. Das führt dazu, dass mittels dieser Schweißtechnik nur kurze Nähte oder kleine Kupferwerkstücke so geschweißt werden können. Zudem muss der Schweißzusatz eine vorzugsweise Schlacke bildende Eigenschaft besitzen. Die Schlacke schützt gegen das Binden von Gasen und anderen atmosphärischen Einflüssen wie Sauerstoffkontakt.

WIG und MIG Schweißen von Kupferrohren

Für größere Schweißvorhaben werden daher das MIG und WIG Schweißen bevorzugt. Insbesondere mit leistungsstarken WIG-Schweißgeräten kann auch ohne Vorwärmen gearbeitet werden. Jedoch setzt das wirklich gute Fachkenntnisse und Erfahrungen voraus. Das Schweißen mit inerten Gasen (gegenüber aktiven Gasen beim MAG-Schweißen) führt dazu, dass diese inerten Gase gegen atmosphärische Einflüsse schützen und gleichzeitig nicht auf Kupfer reagieren.

Achten Sie auf die Zusammensetzung von Kupferlegierungen

Zusätzliche Einschränkungen beim Schweißen von Kupferlegierungen gibt es dadurch, dass je nach verwendeten Legierungen auch mehrphasige Kupferlegierungen entstehen können. Viele Kupferlegierungen sind einphasig, Legierungen mit Blei dagegen beispielsweise stets zweiphasig, da das Blei eine eigene Phase bildet.

Unterscheidung ein- und mehrphasiger Kupferlegierungen bzw. Kupferrohre

Einphasige Metalle lassen sich deutlich besser schweißen. Dabei sind Metalle mit krz-Kreuzgitter besser schweißbar als mit hexagonal-Kreuzgitter (htp). Beim Schweißen mehrphasiger Metalle, also zum Beispiel einer Kupferlegierung mit Blei, wird das Schweißen durch die schlechter zu schweißende Phase beeinträchtigt. In der Regel bedeutet das sprödere Schweißnähte und eine deutlich schlechtere Kaltverformbarkeit.

Der Sauerstoffgehalt von Kupferwerkstoffen

Ein weiterer wichtiger Faktor ist der Sauerstoffgehalt. Insbesondere Kupfermetalle, bei denen die elektrische Leitfähigkeit genutzt werden soll, sind eher reich an Sauerstoff und daher schlechter zu schweißen. Kupfer für den Anlage- und Gerätebau verfügt dagegen eher über einen hohen Phosphoranteil und ist deutlich besser zu schweißen.

Die wichtigsten Normen beim Schweißen von Kupferrohren

Damit Sie Kupfer schweißen können, ist die Berücksichtigung der verschiedenen Normen außerordentlich wichtig. Daher haben wir hier die wichtigsten Normen im Zusammenhang vom Schweißen von Kupferrohren für Sie aufgeführt:

DIN CEN/TS 13388 Übersicht über Kupfer und Kupferlegierungen
DIN EN 1982 Kupfer und Kupferlegierungen, Gussmetalle
DIN 8552-3 Schweißnahtvorbereitung, Fugenformen Kupfer und Kupferlegierungen, Gasschmelz- und Schutzgasschweißen
DIN EN 14640 Schweißzusatz, Schweißdraht, Massivdraht zum Schmelzschweißen von Kupfer und Kupferlegierungen

Natürlich sind die Regelwerke deutlich umfassender. Das ist nur ein kleiner Auszug der Normen, die sich auf das Schweißen von Kupfer und Kupferlegierungen beziehen. Damit erfordert das Schweißen von Kupferrohren ein Höchstmaß an Fachwissen und natürlich sind auch entsprechende Erfahrungen ausgesprochen hilfreich.

Tipps & Tricks

Gegenüber dem Schweißen von Kupfer sind andere Verfahren wie das Löten oder Pressen von Kupferrohren gängigere Verfahren. Das Schweißen kommt hauptsächlich bei industriellen Anwendungen zum Einsatz und ist in vielen Bereichen für den Heimwerker von untergeordneter Bedeutung. Sollten Sie jedoch tatsächlich Kupferrohre schweißen müssen, wäre die Mithilfe von Fachleuten, die auch die entsprechende Schweißausrüstung besitzen, dringend zu empfehlen.