Was spricht gegen Wasser als Kühlmittel beim Schweißen?
In der Praxis zeigt sich immer wieder, dass die Verwendung von Wasser als Kühlflüssigkeit beim Schweißen keine Seltenheit ist. Andererseits wundert sich so mancher Schweißer, warum sein Brenner öfter ausfällt. Tatsächlich kann das ausgewählte Kühlmittel die Brennerausfälle verursachen. Warum das so ist und wieso der Schweißer besser kein herkömmliches Wasser durch das Kühlsystem seiner Stromquelle fließen lassen sollte, erklären wir in diesem Beitrag.
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Was spricht gegen Wasser als Kühlmittel beim Schweißen?
Ist ein Schweißbrenner im Einsatz, der mit einer Flüssigkeit gekühlt wird, greift so mancher Schweißer zu ganz normalem Leitungswasser. Mit Blick auf die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer des Brenners ist das aber eine schlechte Idee.
Und dafür gibt es im Wesentlichen drei Gründe:
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Wasser begünstigt die elektrochemische Korrosion des Schweißbrenners.
Wie jede andere Substanz hat auch Wasser eine gewisse elektrische Leitfähigkeit. Umgangssprachlich gerne als Leitwert bezeichnet, wird die Fähigkeit für die Übertragung von Elektrizität in Siemens pro Meter (S/m) oder Mikrosiemens pro Zentimeter (µS/cm) gemessen. Eine weitere Angabe für den Leitwert ist der elektrische Widerstand in Ohm.
Beide Werte hängen zusammen und voneinander ab. Denn je höher der elektrische Widerstand ist, desto niedriger ist die elektrische Leitfähigkeit. Andersherum führt ein niedriger Widerstand zu einer höheren Leitfähigkeit.
Der Leitwert von Wasser wiederum richtet sich nach der Quelle:
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Reinstes Wasser hat bei einer Temperatur von 20 Grad Celsius einen Leitwert von maximal 1,1 µS/cm. Die Leitfähigkeit ist also so gut wie nicht vorhanden. Das liegt daran, dass reinstes Wasser praktisch keine Fremdstoffe enthält. Doch die Leitfähigkeit entsteht erst dadurch, dass im Wasser Stoffe wie Chloride, Carbonate und Sulfate gelöst sind.
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Bei Leitungswasser bewegt sich der Leitwert zwischen 250 und 1.000 µS/cm. Der Wert hängt vom Härtegrad des Wassers ab.
Grundsätzlich gilt also, dass die elektrische Leitfähigkeit in Mikrosiemens umso höher ist, je gesättigter das Wasser mit gelösten Stoffteilchen ist.
Wenn nun normales Leitungswasser als Kühlmittel für den Schweißbrenner verwendet wird und dadurch Strom durch das Wasser fließt, entsteht eine chemische Reaktion. Im Kühlkreislauf sind nämlich Werkstoffe vorhanden, die unterschiedliche elektrochemische Eigenschaften haben.
Deshalb kommt es zu einem Auflösungsprozess, bei dem sogenannte unedlere Werkstoffe wie Messing aufgelöst werden und in Richtung von edleren Werkstoffen wie Kupfer wandern.
Wird zum Beispiel ein MIG/MAG-Schweißbrenner mit Wasser gekühlt, fließt das Wasser an Stromkabeln, Anschlüssen, Kühlleitungen und anderen Komponenten vorbei. Dabei lösen sich Partikel, die den Brenner verstopfen und in der Folge seinen Ausfall verursachen können.
Dieser Auflösungsprozess wird auch elektrochemische Korrosion genannt. Wasser als Kühlmittel kann also den Brenner und weitere Bauteile des Brennersystems zerstören.
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Gefrorenes Wasser kann den Schweißbrenner bersten lassen.
Schweißbrenner sind nicht nur bei sommerlichen Temperaturen und in Werkstätten im Einsatz. Stattdessen werden sie auch im Winter transportiert und im Außeneinsatz verwendet.
Ist im Kühlkreislauf Wasser vorhanden, sorgen Minusgrade dafür, dass das Wasser gefriert und in der Folge Bestandteile des Schweißbrenners und des Kühlsystems platzen.
Einige Schweißer kühlen ihre Brenner mit destilliertem Wasser oder mit einer Mischung aus Kühlmittel und destilliertem Wasser. Allerdings enthält destilliertes Wasser keinen Frostschutz. Deshalb ist auch diese Variante keine optimale Lösung.
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Wasser beschädigt auch andere Bauteile des Kühlsystems.
Neben dem Schweißbrenner sind auch alle andere Geräte und Komponenten, die am Kühlsystem angeschlossen sind, in den Kreislauf integriert und somit den chemischen Vorgängen ausgesetzt. Deshalb kann Wasser als Kühlmittel sie im Laufe der Zeit ebenfalls beschädigen.
Mögliche Folgen sind Effizienzverluste, Funktionsstörungen und sogar Totalausfälle. Erste Anzeichen für die Auflösungsprozesse sind braun verfärbtes Wasser, Ablagerungen in der Kühlflüssigkeit oder eine verstopfte Pumpe.
Womit sollte ein Schweißbrenner gekühlt werden?
Bei einem flüssig gekühlten Schweißbrenner sollte immer ein Kühlmittel eingesetzt werden, das aus technischer Sicht dafür geeignet ist. Im Fachhandel sind solche speziellen Kühlmittel erhältlich.
Je nach Ausführung können sie in einem Temperaturbereich zwischen minus 12 und plus 45 Grad Celsius genutzt werden. Sie sind nicht brennbar und verringern durch sehr niedrige Leitwerte die elektrische Korrosion.
Damit sind die Metallteile des Kühl- und Brennersystems geschützt und die Lebensdauer der Systemkomponenten steigt.
Allerdings altern Kühlmittel. Die gängige Empfehlung, das Kühlmittel einmal pro Jahr auszutauschen, kann je nach Nutzungshäufigkeit und Einschaltdauer des Schweißbrenners deshalb zu wenig sein.
Besser ist, die Leitfähigkeit regelmäßig zu kontrollieren. Dafür gibt es Messgeräte, die in den Einfüllstützen für die Kühlflüssigkeit gesteckt werden und den Wert daraufhin auf dem Display anzeigen.
Wann ein Austausch der Kühlflüssigkeit angeraten ist, richtet sich nach dem Schweißverfahren.
Demnach sollte das Kühlmittel erneuert werden, wenn die Werte
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bei MIG/MAG über 350 µS/cm,
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bei WIG über 250 µS/cm
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und bei Plasma über 30 µS/cm
liegen. Die Kontrolle sollte je nach Nutzung des Schweißbrenners einmal pro Monat bis einmal pro Quartal stattfinden. So ist sichergestellt, dass der Schweißbrenner optimal gekühlt wird und zuverlässig funktionieren kann.
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