Während seiner Lehrtätigkeit an der Glasfachschule Hadamar hat Welzel ganze Generationen von Schülern geprägt - nicht nur als Graveur und Schleifer, sondern auch als Formgestalter. Neben der Gravur wirkten seine Arbeiten aus gegossenem Glas sowie die farbigen Glasschmelzexperimente wegweisend. Durch seine vielseitige Ausbildung entwickelte er sich zum Bildhauer, zum Erforscher der antiken Glaskunst und zum Graveur mit weltweiter Anerkennung.

Über drei Jahrzehnten lang rekonstruierte Welzel antike Luxusgläser, insbesondere römische Diatret-Gläser. Das LWL-Industriemuseum zeigt in Genrheim unter anderem Welzels Rekonstruktionen der Amphore aus Olbia, der Portlandvase und des Lykurgos-Bechers aus dem British Museum in London und der Diatrete aus Köln-Braunsfeld, Straßburg, Trier und Grenoble.

Bereits 1957 modellierte Welzel seine ersten Plastiken, die in Bronze gegossen wurden, und schuf erste Glasschmelzarbeiten. Das umfangreiche bildhauerische Werk Welzels ist zum einen von seinen Lehrern in Schwäbisch Gmünd beeinflusst; zum anderen entsprechen seine organisch fließenden Formen dem unter anderem von Hans Arp oder Henry Moore geprägten Zeitstil der 1960er und 1970er Jahre. Von der stilisierten menschlichen Figur war für den Bildhauer Welzel der Schritt in die gegenstandsfreie Abstraktion nur konsequent. Welzel lieferte einerseits Designentwürfe für große Vasen aus Pressglas für die industrielle Produktion, andererseits gestaltete er zahlreiche dickwandige Schalen mit farbigen Einschmelzungen - individuelle Kreationen, die seiner Experimentierfreude großen Raum boten.