Ratgeber: Grundlagen Gusseisenschweißen

Grundlagen Gusseisenschweißen: Überraschungspaket

Gussschweißen erfordert ein paar Grundlagenkenntnisse und Erfahrung, denn nicht jeder Werkstoff lässt sich fügen. Hier ein paar Tipps vom Fachmann.

vor einem Jahr

Erfahrungsgemäß bietet jedes Gussteil andere Überraschungen beim Schweißen. (Bildquelle: Bertling)

Ob es sich um Gussräder, Gussgehäuse oder Auspuffkrümmer handelt: Geht ein Gussteil kaputt, bedeutet dies nicht zwangsläufig einen irreparablen Schaden. Matthias Manfred Pohl ist Metallbaumeister und ausgebildeter Schweißfachmann. Zudem betreibt er einen erfolgreichen YouTube-Kanal (Kasten: „Mannis welding Channel“). Er zeigte uns seine Vorgehensweise bei Reparaturen von Gussteilen.

Mannis Welding Channel

Matthias Manfred Pohl, alias Manfred Welding, betreibt mit über 120 000 Abonnenten erfolgreich seinen Youtube-Kanal „Mannis welding Channel“. Auf diesem klärt er unter dem Motto „Zu Hause Schweißen wie die Profis“ über die Grundlagen verschiedener Schweißverfahren auf und führt Reparaturen durch.

Zudem testet er verschiedene Schweißgeräte und weitere Werkzeuge, die einem bei der Metallbearbeitung nützlich sein können. Sein Fokus liegt vor allem auf preisgünstigere Werkzeuge für die Heimwerkstatt, die er in seinen Videos vorstellt. Zudem bietet der Schweißfachmann Schweißkurse in seiner Werkstatt in Burgdorf (Niedersachsen) an, in denen er den Teilnehmern Grundlagen zu den verschiedenen Schweißverfahren vermittelt.

youtube.com/@ManfredWelding

mannisweldingchannel.com/guss

Als Content Creator will Matthias Manfred Pohl seinen Zuschauern Fachwissen vermitteln und bei der ein oder anderen Kaufentscheidung eine Hilfe sein. (Bildquelle: Bertling)

Das ist Guss

Beim Guss oder Gießen handelt es sich um ein Urfertigungsverfahren, bei dem flüssiges Metall in eine Hohlform gegeben wird und bei Erkaltung aushärtet. Das Einfüllen erfolgt entweder drucklos (Formgießen) oder bei komplexeren Formen sowie höheren Qualitätsanforderungen wie bei Motorblöcken unter hohem Druck (Druckgießverfahren).

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Als Content Creator will Matthias Manfred Pohl seinen Zuschauern Fachwissen vermitteln und bei der ein oder anderen Kaufentscheidung eine Hilfe sein. (Bildquelle: Bertling)

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Der größte Teil aller Gussbauteile besteht aus Gusseisen. Diese Eisenlegierung ist mit mindestens 2 % Kohlenstoff versetzt, was zu einer niedrigeren Schmelztemperatur von circa 1.200 °C als z. B. bei Stahl (etwa 1.500 °C) führt. Weitere Vorteile dieser Legierung sind eine gute Formgebung sowie eine sehr geringe Schrumpfung beim Erkalten. Zudem ist die Oberfläche von Bauteilen aus Gusseisen verschleißarm, und der Werkstoff bietet gute Dämpfungseigenschaften bei Stößen.

Weitere Bestandteile können z. B. Silicium sein, das die Fließeigenschaften nochmals positiv beeinflusst. Neben Gusseisen eignen sich Aluminium-, Stahl- oder Kupferlegierungen, wie Messing oder Bronze, zum Gießen. In diesem Beitrag konzentrieren wir uns auf das Schweißen von Gusseisen.

Schweißbar oder nicht

Eines der wichtigsten Dinge ist es, zu erkennen, ob sich der Werkstoff schweißen lässt. Hierauf hat vor allem der Kohlenstoffanteil Einfluss. Grundsätzlich sinkt mit steigendem Kohlenstoffanteil die Schweißbarkeit, und die Sprödigkeit des Werkstoffs nimmt zu. Bei einem beschädigten Bauteil ist dazu geraten, an einer konstruktiv nicht beanspruchten Stelle eine Probeschweißung durchzuführen. Achten Sie darauf, dass die Naht ordentlich mit dem Gusseisen bindet. Der Werkstoff sollte nicht aufkochen, was Sie an groben Poren in der Naht und drumherum sehen können.

Bei professionellen Reparaturen wird die Zusammensetzung des Werkstoffes z. B. durch eine Spektralanalyse ermittelt. Hierdurch kann der optimale Schweißzusatz bestimmt werden. Im gleichen Zuge werden oft sogenannte Farbeindringprüfungen vorgenommen, die weitere Risse durch die Verwendung roter und weißer Farbe sichtbar machen.

Eine Probeschweißung lässt erkennen, ob sich der Werkstoff fügen lässt. Grobe Poren, wie hier, sollte man nicht sehen. (Bildquelle: Bertling)

Zusätze und Verfahren

Gussschweißzusätze sind mit 50 bis teils 95 % Nickel versetzt. Der Nickel-Anteil sorgt dafür, dass die Schweißnaht ähnliche technologische Eigenschaften wie das Gusseisen hat und sich besser fügt. Da Gussschweißsätze je nach Nickelgehalt teuer sind, bietet sich für gelegentlich ausgeführte Reparaturen vor allem das Schweißen mit Elektrode an. Alternativ kann man Guss mit einem WIG-Schweißgerät (Wolfram Intertgasschweißen) fügen. Mit etwas Erfahrung lassen sich mit diesem Verfahren vor allem filigrane Reparaturen ausführen. Zudem können viele Schweißinverter mittlerweile zum Elektroden- sowie WIG-Schweißen genutzt werden. Im Schweißfachhandel lassen sich Gusselektroden sowie Zusätze für das WIG-Schweißen meist auch in kleinen Mengen beziehen. Fünf Elektroden kosten in unserem Beispiel rund 10 Euro.

Beim WIG-Schweißen wird der Lichtbogen an einer Wolframelektrode erzeugt und der Schweißzusatz per Hand hinzugegeben. (Bildquelle: Bertling)

Guss-Schweißzusätze gibt es auch für MAG-Geräte. Diese Schweißdrähte sind mit etwa 60 Euro pro Kilogramm sehr teuer. Zudem können einige Gerät nur Rollen ab 5 kg aufnehmen, weshalb die Reparatur mit dem MAG-Gerät oft uninteressant ist. Hinzu kommt, dass ein Schutzgas mit hohem Argonanteil über 97,5 % verwendet werden sollte. Das Standardgas hat einen Argonanteil von 82 % und 18 % CO₂.

Mit dem WIG-Schweißverfahren sind präzise Reparaturen möglich. Im Vergleich zur Elektrode ist der Wärmeeintrag etwas größer. (Bildquelle: Bertling)

Ablauf der Reparatur

Rissstelle vorbereiten

Bauteil erhitzen

Guss reagiert empfindlich auf starke Temperaturschwankungen und reißt im schlimmsten Fall. Aus diesem Grund sollten Sie das Bauteil vor dem Schweißen erhitzen. Meist genügt eine Temperatur von 100 bis 150 °C. Anstelle eines Schweißbrenners können Bauteile z. B. auch in einem Backofen erwärmt werden. (Bildquelle: Bertling)

Schweißvorgang

Nachbearbeitung

Langsam abkühlen

Nach der Reparatur muss das Bauteil langsam abkühlen. Eine Möglichkeit sind feuerfeste Schweißerdecken, in die Sie das Bauteil einwickeln und einige Stunden ruhen lassen. Alternativ kann das Bauteil in einem Kübel mit Sand bedeckt werden oder in einem leicht aufgeheizten Backofen auskühlen. Prüfen Sie nach der Abkühlphase noch einmal die Schweißnaht und den umliegenden Bereich auf Spannungsrisse. (Bildquelle: Bertling)

Alexander Bertling

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