Gusseisen ist ein Werkstoff mit einem hohen Kohlenstoffgehalt (2–4 %), der sich durch seine hervorragende Druckfestigkeit und gute Wärmeleitfähigkeit auszeichnet. Aufgrund seiner spröden Natur ist das Schweißen von Gusseisen jedoch anspruchsvoller als das Schweißen von Stahl. Das MMA- oder E-Hand-Schweißverfahren ist eine der effektivsten Methoden, um Gusseisen zu reparieren oder zu verbinden, wenn geeignete Elektroden und Techniken verwendet werden.
MMA / E-Hand – Gusseisen
Eigenschaften von Gusseisen
- Hoher Kohlenstoffgehalt:
Der Kohlenstoff liegt in Form von Graphit oder Karbiden vor und bestimmt die Eigenschaften des Materials. - Sprödigkeit:
Gusseisen ist nicht duktil und neigt zu Rissen bei mechanischen Spannungen oder schnellem Abkühlen. - Wärmeleitfähigkeit:
Gute Wärmeleitfähigkeit kann zu Spannungsrissen führen, wenn die Wärmezufuhr nicht kontrolliert wird. - Korrosionsbeständigkeit:
Gusseisen ist von Natur aus widerstandsfähig gegen Korrosion.
Das Schweißen von Gusseisen erfordert spezielle Elektroden und eine genaue Kontrolle der Schweißparameter. Es wird vor allem für Reparaturarbeiten eingesetzt, z. B. beim Schließen von Rissen oder beim Wiederaufbau beschädigter Teile.
Wahl der Elektroden für Gusseisen
Die Elektrodenauswahl hängt von der Art des Gusseisens (Grauguss, Temperguss oder Sphäroguss) und der gewünschten Schweißnahtqualität ab:
- Nickelbasis-Elektroden:
- Sehr gut geeignet für Gusseisen.
- Geringe Wärmeeinbringung und minimales Risiko für Spannungsrisse.
- Erzeugen duktile, bearbeitbare Schweißnähte.
- Nickel-Eisen-Elektroden:
- Gute Alternative zu reinen Nickel-Elektroden.
- Höhere Festigkeit und etwas kostengünstiger.
- Gusseisen-Elektroden (mit Graphitanteil):
- Eignen sich für Reparaturen und einfache Schweißarbeiten.
- Bilden Schweißnähte, die dem Grundwerkstoff ähnlich sind.
- Stahl-Elektroden:
- Für weniger kritische Reparaturen.
- Erfordern eine sorgfältige Nachbearbeitung und können Spannungen im Material erhöhen.
Stromarten und Polung
- Für das Schweißen von Gusseisen wird in der Regel Gleichstrom (DC) mit der Elektrode am Pluspol (DC+) verwendet.
- Die richtige Stromstärke hängt von der Elektrodengröße und der Materialstärke ab.
Vorteile des MMA / E-Hand-Schweißens von Gusseisen
- Flexibilität:
- Ideal für Reparaturarbeiten, auch vor Ort.
- Vielseitigkeit der Elektroden:
- Verschiedene Elektroden stehen für unterschiedliche Anforderungen zur Verfügung.
- Wirtschaftlichkeit:
- Das Verfahren ist kostengünstig und erfordert keine aufwendige Ausrüstung.
Herausforderungen und Tipps
- Vermeidung von Spannungsrissen:
- Vorwärmen des Bauteils auf 150–200 °C hilft, Spannungen zu reduzieren.
- Langsame Abkühlung, z. B. durch Einwickeln in hitzebeständiges Material oder Sand, ist entscheidend.
- Porenbildung:
- Um Poren zu vermeiden, sollte die Elektrode trocken und das Werkstück sauber sein.
- Nachbearbeitung der Schweißnaht:
- Gusseisenschweißnähte müssen häufig nachbearbeitet werden, um die gewünschten mechanischen Eigenschaften zu erreichen.
- Schweißen in kurzen Abschnitten:
- Statt lange Nähte zu ziehen, sollten kurze Abschnitte geschweißt werden, um eine gleichmäßige Wärmeverteilung sicherzustellen.
Anwendungsbereiche von Gusseisenschweißungen
- Reparaturen von Maschinengehäusen: Risse oder Brüche in Motorblöcken, Pumpen oder Getriebegehäusen.
- Wiederherstellung von Gussteilen: Abgebrochene oder beschädigte Bauteile aus Gusseisen.
- Sanierung von Bauteilen: Reparatur alter oder korrodierter Konstruktionen, z. B. im Bauwesen.
- Wartung von Werkzeugen und Geräten: Instandsetzung von Gusseisen-Werkzeugen oder -Formen.
Das MMA / E-Hand-Schweißen ist ein bewährtes Verfahren, um Gusseisen zu verbinden oder zu reparieren. Die richtige Wahl der Elektrode, die Kontrolle der Wärmeeinbringung und eine sorgfältige Nachbearbeitung sind entscheidend für ein erfolgreiches Ergebnis. Mit der passenden Technik lassen sich robuste und langlebige Verbindungen herstellen, selbst bei schwierigen Reparaturarbeiten.