Gusseisen ist eine Legierung aus Eisen mit Kohlenstoff sowie Legierungszusätzen oder Elementen aus dem metallurgischen Prozess. Es ist ein sehr haltbares und korrosionsbeständiges Material, das unter anderem für die Herstellung von Töpfen, Gartenmöbeln, dekorativen Elementen oder sogar Schrauben und Schächten verwendet wird. Wie schweißt man Gusseisen? Warum soll es so schwierig sein?
Welche Arten von Gusseisen gibt es?
Gusseisen gilt als das beste Metall zum Schmelzen, und seine geringe Schrumpfung und hohe Fließfähigkeit machen es beim Gießen sehr effizient. Es ist wichtig zu wissen, dass es mehrere Arten dieser Eisen-Kohlenstoff-Legierung gibt (abhängig von der chemischen Zusammensetzung):
- Weißes Gusseisen - ist hart, aber spröde und kann nur geschliffen werden. Es wird hauptsächlich verarbeitet, um eine duktile Variante zu erhalten, und seine chemische Zusammensetzung umfasst Ledeburit, Perlit und Zementit. Weißes Gusseisen wird unter anderem für die Herstellung von Bremsbelägen verwendet.
- Grauguss - ist weich und lässt sich gut verarbeiten. Es ist eine Legierung aus Eisen, Kohlenstoff (in Form von Graphit) und Silizium, mit Schwefel, Phosphor und Mangan in der Zusammensetzung. Es wird für die Herstellung von Bädern, Heizkörpern, Ofenteilen und Maschinen verwendet.
- Halbhartes Gusseisen - auch Gusseisen genannt, dessen Kohlenstoff sowohl in Form von Graphit als auch von Zementit vorliegt. Es hat mittlere Eigenschaften zwischen weißem und grauem Gusseisen.
- Legiertes Gusseisen - enthält Legierungszusätze wie Nickel, Aluminium, Silizium oder Chrom. Dadurch können seine chemischen und physikalischen Eigenschaften verändert werden.
Gusseisen gilt als schwer schweißbar und weiße und einige legierte Sorten als nicht schweißbar. Dies ist auf den hohen Kohlenstoffgehalt und die Sprödigkeit des Materials zurückzuführen. Wenn Sie Gusseisen schweißen wollen, müssen Sie die richtige Methode wählen, da sonst die erwarteten Ergebnisse nicht erzielt werden können.
Wie schweißt man Gusseisen richtig?
Gusseisen, das geschweißt werden soll, muss richtig vorbereitet werden. Die zu verbindenden Oberflächen und der angrenzende Bereich des Gussteils müssen von Verunreinigungen befreit werden. Das Schweißen eines unsauberen Gussteils trägt zur Bildung von Blasen und Poren in der Schweißnaht sowie von nichtmetallischen Einschlüssen bei. Um gerissenes Gusseisen zu reparieren, bohren Sie zunächst an beiden Enden des Risses Löcher mit einem Durchmesser von mindestens 5 mm, um eine Vergrößerung des Risses zu verhindern. Außerdem muss das Gusseisen entlang des Risses so entfernt werden, dass eine Schweißnaht entsteht, in der sich der Griff oder die Elektrode gut bewegen lässt. Für das Schweißen muss ein geeigneter Schweißzusatzwerkstoff ausgewählt werden. Dabei müssen berücksichtigt werden:
- die Art des Gusseisens,
- das Schweißverfahren,
- die Bearbeitbarkeit der Schweißnaht,
- die Farbanpassung der Schweißnaht an das Gussstück,
Kaltschweißen von Gusseisen
Das Kaltschweißen von Gusseisen wird vor allem bei der Reparatur von schweren und großen Gussteilen eingesetzt, und wenn die Härte der Schweißnaht und des Gussteils zunehmen darf. Während des Schweißens wird die Temperatur bei 60-70 Grad Celsius gehalten; in einem Abstand von etwa 100 mm vom Schweißbad beträgt sie 30-40 Grad Celsius. Das Kaltschweißen wird ohne Vorwärmung der Legierung mit MMA-, MIG-MAG- oder WIG-Schweißen durchgeführt. Wenn Sie sich für diese Lösung entscheiden, sollten Sie die Stromparameter so niedrig wie möglich einstellen und kurze Schweißnähte legen, damit sich das Gussteil nicht über 70 Grad Celsius erhitzt. Es wird empfohlen, dass die Länge eines Schweißabschnitts maximal 20 oder 30 mm beträgt. Legen Sie die erste Schweißnaht in der Mitte des Risses, die nächsten an beiden Enden und wechseln Sie sich ab, bis die gesamte Naht fertig ist.
Beim Kaltschweißen von Gusseisen ist es notwendig, die Arbeit jedes Mal zu unterbrechen, wenn ein Schweißabschnitt gesetzt wird, und leicht mit einem Hammer darauf zu klopfen. Für diese Methode werden teure Nickel-, Nickel-Kupfer- oder Eisen-Nickel-Zusatzwerkstoffe verwendet, und manchmal wird auch Stahlzusatz verwendet.
Schweißen von heißem Gusseisen
Das Schweißen von heißem Gusseisen wird bei der Reparatur von Gussteilen eingesetzt, die hohe Anforderungen an Struktur und Formstabilität stellen. Zunächst wird das Material auf bis zu 700 Grad Celsius erhitzt. Um eine Oxidation der Oberfläche zu verhindern, wird das Gussstück mit einer dicken Kalk- oder Kreidelösung bestrichen (diese wird unmittelbar vor dem Schweißen mit einer Drahtbürste entfernt). Um Risse im Gusseisen durch die Hitze zu vermeiden, sollte die Vorwärmgeschwindigkeit 100°C pro Stunde nicht überschreiten. In der Regel wird dafür ein mit Gas oder Holzkohle befeuerter Ofen verwendet. Wenn die Bauteile klein sind, können sie mit einer Acetylen-Sauerstoff-Flamme vorgeheizt werden.
Das Warmschweißen wird in der Unterflurposition mit hohen Strömen durchgeführt. Die Gussteile werden entweder mit Gas geschweißt (WIG-Schweißen mit Schutzgas, nicht schmelzende Elektrode) oder mit Lichtbogen geschweißt (EZO umhüllte Elektroden). Wenn Sie sich für das Warmschweißen entscheiden, ist es möglich, eine niedrigere Schmelzrate zu erzielen, die Legierung vermischt sich mit dem Gussstück. Die Abkühlungsgeschwindigkeit der Verbindung ist geringer, was zu einer breiteren Wärmeeinflusszone mit Strukturen von geringerer Härte führt. Nach dem Schweißen wird das Gussteil auf eine hohe Temperatur (500 - 600 Grad C) erwärmt, um Spannungen abzubauen. Danach muss es langsam abgekühlt werden. Die empfohlene Abkühlungsrate beträgt maximal 50 Grad C pro Stunde.
Hartlöten von Gusseisen
Bei Gusseisen kann auch Hartlöten verwendet werden. Dabei wird mit einem Bindemittel mit Kupfermatrix geschweißt, dessen Schmelzpunkt niedriger ist als der des Gusseisens. Zum Erhitzen des Materials wird ein Acetylen-Sauerstoff-Brenner verwendet, und das eigentliche Hartlöten wird mit WIG oder MAG durchgeführt. Das Gusseisen schmilzt nicht über, da das Bindemittel die Wände der Rille benetzt. Beim Gaslöten werden Messingbinder verwendet, manchmal mit dem Zusatz von z.B. Silizium oder Mangan, sowie boraxartige Flussmittel. Beim MAG-Lichtbogenlöten hingegen werden Bronze-Zusatzwerkstoffe verwendet, und das Schutzgas ist ein Gemisch aus Argon mit geringen Anteilen von O2 und CO2.
Welches ist das beste Schweißgerät für Gusseisen?
Das Schweißen von Gusseisen ist nicht die einfachste Aufgabe, aber es kann erfolgreich sein, insbesondere mit der richtigen Ausrüstung. Einfache, kleine Arbeiten können je nach gewählter Methode mit einem Mig-Gerät, einem MMA-Gerät (Handschweißgerät mit umhüllter Elektrode) oder einem WIG-Inverter problemlos ausgeführt werden. Um zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen, greifen Sie am besten zu bewährten Geräten wie SHERMAN DIGIMIG 200 DUAL PULS, MAGNUM SNAKE 235 MMA WITH ARC FORCE oder IDEAL EXPERT 220
Im Shop von Allweld.de finden Sie viele Schweißgeräte namhafter Hersteller, die sich zum Schweißen verschiedener Materialien eignen, darunter auch Gusseisen. Wenn Sie Zweifel oder Fragen haben, können Sie uns gerne kontaktieren. Unsere Spezialisten helfen Ihnen, die richtige Ausrüstung für jeden Schweißer zu finden, unabhängig von seiner Erfahrung oder seinem Budget.
Quelle: https://allweld.pl/spawanie-zeliwa-jak-spawac-zeliwo