1853 wurde er mit den Verrichtungen des Brigademajors und mit der Direktion der oldenburgischen Militärschule beauftragt. 1855 avancierte Weltzien zum Kompaniechef und Kammerherrn. Nach seiner Beförderung zum Major wurde er am 1. Februar 1859 für zwei Jahre als Militärbevollmächtigter zur Militärkommission des Deutschen Bundes in Frankfurt am Main kommandiert. In dieser Eigenschaft Mitte März 1860 zum Oberstleutnant befördert, wurde Weltzien nach seiner Rückkehr in den Truppendienst als Bataillonskommandeur verwendet. Am 1. Januar 1862 stieg er zum Oberst und Regimentskommandeur auf. Seit 30. April 1865 Generalmajor, war Weltzien als Nachfolger von Wilhelm von Ranzow Kommandeur des Oldenburgischen Truppenkorps und Kommandeur der Oldenburgisch-Hanseatischen Brigade. Im nächsten Jahre führte er diese Brigade im Deutschen Krieg als Teil der preußischen Main-Armee gegen Österreichs süddeutsche Verbündete und kämpfte im Gefecht bei Werbach gegen die Badische Division. Für seine Leistungen erhielt Weltzien das Ehrenkomturkreuz des Haus- und Verdienstordens des Herzogs Peter Friedrich Ludwig mit den Schwertern sowie vom preußischen König Wilhelm I. den Roten Adlerorden II. Klasse mit Eichenlaub und Schwertern.