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.
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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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.
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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.
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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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.
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.
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.
Zunächst muss die beschädigte Stelle von Dreck und Rost befreit werden. Um möglichst ordentlich und schonend mit wenig Materialabtrag reinigen zu können, bieten sich Drahtbürstenaufsätze für den Winkelschleifer sowie Pinseldrahtbürsten für den Rotationsschleifer an. Damit ist die Arbeit schnell erledigt.
(Bildquelle: Bertling)
Je nach Riss muss dieser etwas losgetrennt und angefast werden, um eine gute Nahtdurchdringung beim Schweißen zu gewährleisten. Hierfür kann z. B. der Winkelschleifer mit einer Schrupp- oder Trennscheibe genutzt werden. Bei schwer erreichbaren Stellen empfiehlt sich ein Fräsaufsatz für den Rotationsschleifer.
(Bildquelle: Bertling)
Zunächst sollten Sie eine Probeschweißung an einer konstruktiv nicht belasteten Stelle des Bauteils durchführen. Achten Sie darauf, dass sich die Naht ordentlich fügt und es nicht zu starker Porenbildung kommt. Variieren Sie eventuell die Schweißstromstärke. Generell gilt beim Gussschweißen: Je geringer die Schweißstromstärke, umso kleiner ist die Gefahr von Rissbildung. Beim Elektrodenschweißen stellen Sie die Schweißstromstärke auf etwa den Kernstabdurchmesser der Elektrode mal 30 A (2,5 mm x 30 A = 70 A). Beim WIG-Schweißen ist diese generell etwas höher, wie in diesem Beispiel mit 90 A.
(Bildquelle: Bertling)
Ist alles ordentlich eingestellt, heften Sie die Bruchstelle auf der schlecht zugänglicheren Seite. Anschließend beginnen Sie auf der anderen Seite mit der eigentlichen Reparatur. Mit dem WIG-Schweißgerät lässt sich die Naht sehr sauber aufbauen. Das bedeutet, dass zunächst, wie hier zu sehen, eine Wurzelnaht geschweißt werden kann, die das Bauteil in der Stegmitte fügt. Es folgt das Verfüllen der übrigen Vertiefung. Hierbei wird die Bruchstelle mit kleinen Schwenkbewegungen verfüllt. Wichtig ist wie bei jedem Schweißverfahren, dass man beim Gussschweißen immer in kleinen Intervallen vorgeht, um einen zu hohen Wärmeeintrag zu vermeiden.
(Bildquelle: Bertling)
Die Vorteile einer Reparatur mit einer Gusselektrode im Vergleich zum WIG-Schweißen sind der niedrigere Wärmeeintrag bei gleichzeitig mehr eingebrachtem Füllmaterial. Außerdem reagiert die Elektrode beim Verschweißen nicht so stark auf kleinere Verschmutzungen im zu fügenden Material. Die Nachteile sind die etwas unsaubere Naht sowie das Entfernen von Schlacke und Schweißspritzern. Die Elektrode wird ziehend verschweißt.
(Bildquelle: Bertling)
Nachbearbeitung
Zum Entfernen der Schlacke beim Schweißen mit einer Elektrode gibt es Hämmer mit spitzen Kanten. Zudem gibt es abgerundete Werkzeuge, mit denen sich der Bereich um die Schweißraupe abklopfen lässt. Hierdurch sollen Spannungen im Materialgefüge gemindert werden.
(Bildquelle: Bertling)
Eine weitere Nachbearbeitung der Naht erfolgt mit dem Winkelschleifer oder wie hier mit einem Fräser. Ist eine nach oben aufbauende Schweißraupe nicht für die Funktion des Bauteils störend, sollte man diese nicht herunterschleifen. So wird eine weitere Erhitzung oder eine erneute Schwächung des Materials verhindert.
(Bildquelle: Bertling)
