Gusseisen schweissen Methoden und Tipps

Gusseisen schweissen hat eine lange Geschichte und wird von den Menschen seit Jahrhunderten verwendet. Eisen ist eine der ersten Legierungen, die der Mensch nicht in Form von einheimischen Metallen gefunden hat, aber er hat gelernt, sie durch Schmelzen von Eisenerz selbst herzustellen. Während des Schmelzprozesses drang fast immer Kohle in das geschmolzene Eisen ein, die von der Kohle welche im Schmelzofen war gekommen ist. Nach dem Schmelzen wurde der Kohlenstoff in flüssigem Eisen gelöst. In der Schmelze reagierte der Kohlenstoff entweder chemisch mit dem Eisen oder bildete er eine Lösung. Je nachdem, wie viel Kohlenstoff während des Schmelzvorgangs in die Legierung eingedrungen ist, gewinnt man das Eisen nach der Erstarrung. Gusseisen dagegen gewinnt man, wenn beim Schmelzen etwas mehr Kohlenstoff in die Legierung gelingt. Man hat bemerkt, dass die Legierung, die viel Kohlenstoff enthält, härter, aber auch spröder wird. Mit der Zeit lernten die Handwerker, zwischen Gusseisen und Stahl zu unterscheiden und sogar, falls gewünscht, einen bestimmten Prozentsatz an Kohlenstoff in der Legierung zu erhalten. Und so hat es mit der Entwicklung der Technologie das Schweißen von Gusseisen und die Verarbeitung dieses Metalls auf verschiedene Weise gegeben.

Gusseisen schweissen. Was ist Gusseisen?

Gusseisen ist eine Legierung, die aus Eisen und Kohlenstoff besteht. In diesem Fall liegt die im Eisen enthaltene Kohlenstoffmenge zwischen 2,11 und 6,67%. Kohlenstoff kann Zementit oder Graphit sein. Eisen enthält chemische Bestandteile wie Silizium, Mangan, Schwefel, Phosphor und Legierungsstoffe. Zu den negativen Eigenschaften von Gusseisen gehört die Sprödigkeit. Es gibt verschiedene Arten von Gusseisen, die sich in ihrer chemischen Zusammensetzung unterscheiden.

  • Weißes Gusseisen ist durch Risse gekennzeichnet, die eine weiße, matte Farbe haben. Die chemische Zusammensetzung von weißem Gusseisen ist wie folgt: Perlit, Ledeburit, Zementit. Sie können als spröde, aber fest beschrieben werden. Es wird hauptsächlich verarbeitet, um eine Kunststoffsorte zu erhalten.
  • Grauguss – die Rissfarbe dieser Gusseisensorte ist grau. Grauguss ist eine Legierung, die aus Elementen wie Eisen, Silizium, Kohlenstoff besteht. Die Zusammensetzung von Grauguss ist: Mangan, Phosphor, Schwefel. Der Kohlenstoff in der Zusammensetzung dieses Gusseisens liegt in Form von Graphit vor. Es wird als weich charakterisiert, gut geeignet für Verarbeitungen, bei denen niedrige Schmelztemperaturen verwendet werden.
  • Verformbares Gusseisen – ist ein Derivat von weißem Gusseisen, das durch kontinuierliches Glühen gewonnen wird. Das Wesen dieses Prozesses besteht darin, Graphit in Form von Flocken zu erzeugen. Die Grundlage der chemischen Zusammensetzung von duktilem Gusseisen ist Ferrit oder Perlit. Dieser Typ wird durch längeres Glühen erhalten, wonach sich Graphit bildet. Die Eigenschaften des Materials werden durch eine Erwärmung über 900 Grad sowie durch die Abkühlgeschwindigkeit von Graphit nachteilig beeinflusst.
Gusseisen schweissen
Schweißen von Gusseisen

Gusseisen schweißbar. Schmelzpunkt

Gusseisen wird als Eisenlegierung bezeichnet, bei der zusätzlich zu diesen Bestandteilen stabile Substanzen wie Schwefel, Silizium, Phosphor, Mangan und Beimengungen im Gemisch vorhanden sind. Das Material wird je nach der Legierung in verschiedene Typen unterteilt.

Der Schmelzpunkt liegt bei etwa 1200°C, er ist etwa 300°C niedriger als bei reinem Eisen.

  • Grauguss – der Schmelzpunkt erreicht 1260 Grad. Nach dem Gießen in Formen steigt es auf 1400 Grad.
  • Weiß – es schmilzt bei 1350 Grad. Nach dem Gießen in Formen steigt er auf 1450 Grad.

Eisen gilt als das beste Metall zum Schmelzen. Hohe Fließfähigkeit und geringe Schrumpfung machen den Einsatz beim Gießen effizienter. Gusseisen gibt es in bis zu hundert verschiedenen Qualitäten, die sich unterscheiden durch: Textur, Verwendungszweck und Produktionstechnologie. Das Material ist empfindlicher als Stahl. Gusseisen schweissen ist aber nicht so kompliziert, wie es aussieht.

Gusseisen schweißen.

Das Schweißen von gasförmigem Gusseisen sollte durch Verbinden von Teilen der zu verbindenden Elemente mit Flamme und Schweißzusatzstab erfolgen. Dieses Schweißen wird zum Verbinden von Metallteilen, nichtmetallischen Teilen und Legierungen mit unterschiedlichen Schmelztemperaturen verwendet, wobei die Dicke 30 mm nicht überschreiten sollte. Das Schweißen von Gusseisen mit elektrischem Lichtbogen ist weit verbreitet. Dank des elektrischen Lichtbogens interagiert das geschmolzene Metall, das selbst verschiedene Elemente verbindet, mit dem Metall der Elektrode, wodurch eine dauerhafte Naht entsteht.

Um eine Oxidation der Naht zu verhindern, beschichtet man die Elektrode mit einer Schutzsubstanz, z.B. mit Flussmittel oder Inertgasen (Argon, Helium). Lichtbogenschweißen mit verschiedenen Betriebsverfahren (manuell, halbautomatisch und automatisch) bewirkt die Verbindung von Teilen aus Gusseisen, Baustahl, Kupfer, Aluminium und anderen Legierungen. Die Schmelztemperatur hängt von dem im Material enthaltenen Kohlenstoff ab. Je höher, desto niedriger die Temperatur und desto höher die Fließfähigkeit beim Erwärmen.
Eines der interessantesten Schweißverfahren ist auch das Schweißen von Kunststoffen. Es unterscheidet sich deutlich von den anderen, so dass es mehr Interesse weckt, Sie werden erfahren, worum es geht.

Methoden von Gußeisen schweißen

Das Schweißen von Gusseisen ist eine schwierige, aber machbare Aufgabe. In den meisten Fällen geht es um die Reparatur von Gusseisenprodukten, nicht um die Kombination von Gusseisen mit anderen Metallen. Zum Beispiel können Reparaturen in einer Gießerei während der Herstellung von Gusseisenprodukten oder zur Beseitigung von Gussfehlern, die bei der Verarbeitung festgestellt wurden, durchgeführt werden. Insbesondere können Reparaturen erforderlich sein, wenn die gebohrten Löcher nicht richtig positioniert sind. Wenn man die Sprödigkeit der meisten Gusseisensorten berücksichtigt, ist der Zerfall von Gusseisenprodukten keine Seltenheit.

Um die Schwierigkeiten beim Schweißen von Gusseisen besser zu verstehen, müssen Sie einige seiner Funktionen kennen. Ein hoher Kohlenstoffgehalt führt zu Graphitausscheidungen. Diese verleihen das charakteristische Aussehen von Grauguss. Beim Gießen gießt man geschmolzenes Eisen in eine Form. Dann abkühlen lassen.
Bei Materialien mit hohem Kohlenstoffgehalt wird durch langsames Abkühlen die Bildung von Rissen verhindert. Dies muss man beim Schweißen von Gusseisen beachten. Lassen Sie das Produkt während und nach dem Schweißen langsam abkühlen oder halten Sie eine ausreichend niedrige Temperatur aufrecht.

Schweißmethoden für Gusseisen:

  • kaltes Gusseisen schweissen
  • TIG-Gusseisenschweißen

Dabei handelt es sich um das Schweißen von Gusseisen mit Argon unter Verwendung einer verschleißfreien Wolframelektrode (TIG). Es gibt drei Hauptbereiche für das Schweißen:

  • Geschweißte Gusseisenteile werden durch eine Gusseisennaht verbunden.
  • dasselbe, nur die Naht wird aus niedrig legiertem Stahl bestehen.
  • und das letzte ist die Naht aus Nichteisenmetall.

Dies bedeutet, dass das TIG-Argon-Gusseisenschweißen mit unterschiedlichen Zusammensetzungen von Füllelementen durchgeführt werden kann. Es sollte jedoch hinzugefügt werden, dass die Argon-Technologie selbst zum Schweißen von Gusseisen notwendigerweise eine Erwärmung der Werkstücke beinhalten muss. Obwohl Additive immer häufiger verwendet werden, ermöglichen sie das Kochen von Gusseisen ohne Erhitzen. Abhängig von der Temperatur, bei der die Gusseisenteile erwärmt werden, sind auch die Arten des Schweißens von Gusseisen abhängig.

Bei kleinen Unverträglichkeiten, z.B. kleinen Rissen, und zum Schweißen kleiner Gussstückdicken wird das TIG-Schweißverfahren mit einem Binder aus Nickel-, Eisen-Nickel- und Eisenstäben angewendet. Im letzteren Fall ist es notwendig, das Gussteil auf die gleiche Temperatur zu erwärmen wie beim Schweißen mit umhüllten Elektroden.

Gusseisen schweissen kalt

Manchmal kann es vorkommen, dass aufgrund der Größe des Teils oder aus anderen Gründen das Heißschweißverfahren nicht möglich ist. In diesem Fall muss der Teil gekühlt werden, aber nicht kalt. Wir empfehlen Ihnen, die Temperatur des Teils auf etwa 38°C zu erhöhen. Befindet sich der Teil zum Beispiel neben dem Motor, kann es einige Minuten vor dem Schweißen gestartet werden. Der Teil muss jedoch kühl genug bleiben, um mit bloßen Händen berührt werden zu können.

Machen Sie kurze Schweißnähte von etwa 2-3 cm Länge. Bei dieser Technik müssen wir daran denken, die Schweißnaht nach dem Schweißen zu schmieden. Warten Sie, bis die Schweißnaht und die Teile ausreichend abgekühlt sind. Kühlen Sie die Teile nicht mit Wasser oder Druckluft. Sie können in einem anderen Bereich des Teils mit dem Schweißen beginnen, während sich der vorherige abkühlt. Wenn möglich, sollte in eine Richtung geschweißt werden und die Enden der Schweißnaht sollten nicht zusammenlaufen.

Schweißen von Gusseisen. Was schweißen wir?

Einfaches Gusseisenschweißen kann mit MIG- und TIG-Inverter-Gusseisenschweißgeräten durchgeführt werden.

Das MIG/MAG-Schweißen von Gusseisen kann mit einer Momentaufnahme- oder halbautomatischen Maschine durchgeführt werden. Beide Methoden verwenden einen Wechselstrom-Lichtbogen und garantieren eine gute Schweißqualität. Geschweißt wird mit einer Heizelektrode.

  • Das Schweißen von WIG-Gusseisen wird mit einer unter Schutzgas stehenden Wolframelektrode durchgeführt. Dies stellt sicher, dass gute Schweißparameter erreicht werden. Es wird ein Gleichstrom-Lichtbogen verwendet.
Schweißen von Gusseisen
Gusseisenschweißgerät zum Schweißen von Gusseisen

Gusseisen schweissen. Welche Elektrode ist die Beste?

Um beim Kaltschweißen eine hohe Qualität der Schweißnaht zu erreichen, ist es notwendig, spezielle Elektroden für Gusseisen mit Nickel und/oder Kupfer als Hauptbestandteile zu verwenden. Nickel löst sich unendlich in Eisen auf, bildet keine Verbindungen (Karbide) mit Kohlenstoff, so dass es fast keine Zone von gebleichtem Gusseisen gibt, und das eingebettete Metall hat eine geringe Härte und lässt sich leicht verarbeiten. Kupfer bildet auch keine Verbindungen mit Kohlenstoff, aber im Gegensatz zu Nickel löst es sich nicht im Eisen auf, so dass sich die Schweißnaht als heterogen erweist und auch Eisen mit hohem Kohlenstoffgehalt und hoher Härte enthalten kann.

Es gibt viele Arten von speziellen umhüllten Elektroden für Gusseisen auf Kupfer- und Nickelbasis: Ferronickel, Kupfer-Eisen und Kupfer-Kupfer-Nickel.

  • Kupfer-Eisen-Elektroden: das sind Kupferstangen mit einer Beschichtung, die Eisenpulver enthält
  • Nickel und Ferronickel: mit einem Nickelgehalt von bis zu 90 Prozent oder mehr
  • Eisen-Kupfer-Nickel

Spezielle Elektroden können nicht nur die unteren Nähte, sondern auch vertikale Nähte herstellen.

Elektrode zum Gusseisenschweissen
Gusseisenschweißen Eletrode

Wie viel kostet das Schweißen von Gusseisen?

Schweißen von Gusseisen für Dichtheit erreicht den Preis von 400 PLN. Die gängigen Preisen sind aber fast so hoch wie beim Schweißen von Aluminium, es hängt aber weitgehend davon ab um welche Materialien es sich genau handelt.