Ist Gusseisen schweißbar? Was Konstrukteure wissen müssen

Alexander Wosinski · 30 Juni 2026

Gusseisen lässt sich grundsätzlich schweißen, gilt aber als schwer schweißbar. Der hohe Kohlenstoffgehalt von typischerweise 2,5 bis 4 Prozent macht das Material empfindlich gegenüber Wärmeeinbringung und Abkühlungsgeschwindigkeit. Ob eine Schweißverbindung gelingt, hängt stark von der Gusseisensorte, dem gewählten Verfahren und der sorgfältigen Vorbereitung ab. Die folgenden Abschnitte beantworten die wichtigsten Fragen, die Konstrukteure und Fertigungsplaner bei der Arbeit mit Gusseisen kennen müssen.

Warum ist Gusseisen so schwer zu schweißen?

Gusseisen ist schwer zu schweißen, weil sein hoher Kohlenstoffgehalt beim Erhitzen und Abkühlen zu Gefügeveränderungen führt, die Risse, Härtezonen und Sprödigkeit verursachen. Der Kohlenstoff liegt je nach Sorte als Lamellen- oder Kugelgrafit vor und beeinflusst direkt, wie das Material auf Wärme reagiert. Hinzu kommt, dass Gusseisen eine geringe Duktilität besitzt und Eigenspannungen beim Abkühlen kaum durch plastische Verformung abbauen kann.

Konkret entstehen beim Schweißen von Gusseisen zwei Hauptprobleme. Erstens bildet sich in der Wärmeeinflusszone eine martensitische Härtezone, wenn die Abkühlung zu schnell erfolgt. Diese Zone ist spröde und reißanfällig, besonders unter Betriebsbelastung. Zweitens können Wärmespannungen im Material Risse erzeugen, die sich erst nach dem Abkühlen zeigen, also nicht unmittelbar beim Schweißen sichtbar sind.

Für Konstrukteure bedeutet das: Gusseisen zu schweißen ist kein Standardprozess, der sich ohne Vorbereitung durchführen lässt. Jede Schweißaufgabe erfordert eine genaue Kenntnis der vorliegenden Gusseisensorte und eine darauf abgestimmte Vorgehensweise.

Welche Gusseisensorten sind überhaupt schweißbar?

Die Schweißbarkeit von Gusseisen variiert erheblich je nach Sorte. Sphäroguss (GJS) gilt als am besten schweißbar, da der Kugelgrafit die Duktilität des Werkstoffs gegenüber Grauguss deutlich verbessert. Grauguss (GJL) ist schweißbar, erfordert aber erheblich mehr Sorgfalt. Weißes Gusseisen und Hartguss gelten als praktisch nicht schweißbar.

Sphäroguss (GJS)

Sphäroguss nach DIN EN 16482, also Werkstoffe von GJS-400-15C bis GJS-700-3C, lässt sich mit geeignetem Verfahren und Vorwärmung zuverlässig schweißen. Die kugelförmige Grafitstruktur verhindert Kerbwirkungen, die bei lamellarem Grafit auftreten, und gibt dem Material eine gewisse Dehnfähigkeit. Das reduziert das Rissrisiko in der Wärmeeinflusszone spürbar. Dennoch bleibt auch bei GJS eine kontrollierte Wärmeführung notwendig.

Grauguss (GJL)

Grauguss wie GJL-250C oder GJL-300C ist aufgrund seines lamellaren Grafits deutlich rissanfälliger beim Schweißen. Die Lamellen wirken als Kerben und begünstigen das Aufreißen unter Wärmespannungen. Grauguss zu schweißen ist dennoch möglich, setzt aber in den meisten Fällen ein Vorwärmen auf 300 bis 600 Grad Celsius voraus, um den Temperaturgradienten zwischen Schweißnaht und Grundwerkstoff zu minimieren.

Was ist der Unterschied zwischen Kalt- und Warmschweißen bei Gusseisen?

Beim Warmschweißen wird das Werkstück vor dem Schweißen auf 300 bis 600 Grad Celsius vorgewärmt und während des Prozesses auf dieser Temperatur gehalten. Beim Kaltschweißen erfolgt keine oder nur eine geringe Vorwärmung, typischerweise unter 100 Grad Celsius. Der entscheidende Unterschied liegt in der Abkühlungsgeschwindigkeit und damit im Rissrisiko.

Warmschweißen reduziert die Wärmespannungen erheblich, weil der Temperaturgradient zwischen Schweißnaht und Umgebungswerkstoff kleiner bleibt. Das Ergebnis ist eine duktilere, risssicherere Verbindung. Der Nachteil ist der hohe Aufwand: Das Werkstück muss gleichmäßig erwärmt, während des Schweißens auf Temperatur gehalten und anschließend kontrolliert langsam abgekühlt werden, idealerweise in einem Ofen oder unter Wärmedämmung.

Kaltschweißen ist wirtschaftlicher und für Reparaturschweißungen an eingebauten oder schwer zugänglichen Bauteilen oft die einzige praktikable Option. Es erfordert jedoch spezielle Nickelbasis-Schweißzusätze, kurze Schweißraupen und das Hämmern der Naht direkt nach dem Schweißen, um Eigenspannungen abzubauen. Das Rissrisiko ist beim Kaltschweißen höher, besonders bei Grauguss.

Welche Schweißverfahren eignen sich für Gusseisen?

Für das Schweißen von Gusseisen haben sich das Lichtbogenhandschweißen mit Nickelbasis-Elektroden sowie das MIG/MAG-Schweißen mit geeigneten Fülldrähten bewährt. Gasschmelzschweißen mit Acetylen ist ebenfalls möglich und wird besonders beim Warmschweißen von Grauguss eingesetzt. WIG-Schweißen kommt seltener zum Einsatz, ist aber für dünnwandige Bauteile und Reparaturen geeignet.

Die Wahl des Schweißzusatzes ist bei Gusseisen besonders wichtig. Nickelbasis-Elektroden und Fülldrähte (zum Beispiel ENiFe-CI oder ENi-CI) sind die bevorzugte Wahl, weil Nickel eine gute Bindung mit Gusseisen eingeht, ohne die harten Gefügezonen zu erzeugen, die mit Stahl-Zusätzen entstehen würden. Die Schweißnaht bleibt dadurch bearbeitbar, was für Konstrukteure, die nachträgliche Zerspanungsarbeiten planen, ein wesentlicher Vorteil ist.

Beim Lichtbogenhandschweißen empfiehlt sich grundsätzlich das Arbeiten mit kurzen Schweißraupen von maximal 30 bis 50 Millimetern Länge, gefolgt von einem Abkühlen auf Handwärme, bevor die nächste Raupe gesetzt wird. Dieses Vorgehen begrenzt den Wärmeeintrag und reduziert die Spannungen im Werkstück.

Wann sollte man Gusseisen lieber nicht schweißen?

Gusseisen sollte nicht geschweißt werden, wenn das Bauteil im Betrieb dynamischen Wechselbelastungen oder Schlagbeanspruchungen ausgesetzt ist, da Schweißnähte in Gusseisen unter solchen Bedingungen frühzeitig versagen können. Gleiches gilt für Bauteile aus weißem Gusseisen oder Hartguss, die aufgrund ihrer Gefügestruktur praktisch nicht schweißbar sind.

Auch bei komplex geformten Gussteilen mit stark unterschiedlichen Wandstärken ist Schweißen mit Vorsicht zu betrachten. Die unterschiedliche Masseverteilung führt zu ungleichmäßiger Wärmeableitung und damit zu unkontrollierbaren Spannungszuständen. In solchen Fällen überwiegt das Rissrisiko oft den Nutzen der Schweißreparatur.

Ein weiteres Ausschlusskriterium ist die Unkenntnis der genauen Werkstoffsorte. Bei unbekannten Altgussteilen ohne Materialnachweis lässt sich die Schweißbarkeit nicht sicher beurteilen. Hier empfiehlt sich eine metallografische Analyse vor jedem Schweißversuch, um kostspielige Fehler und Bauteilausfälle zu vermeiden.

Welche Alternativen zum Schweißen gibt es bei Gusseisenbauteilen?

Die wichtigsten Alternativen zum Schweißen bei Gusseisenbauteilen sind Kleben mit strukturellen Klebstoffen, mechanisches Verbinden durch Schrauben oder Einpressen sowie das Ersetzen des Bauteils durch ein neu gefertigtes Teil aus Strangguss-Halbzeug. Für viele Anwendungen ist die Neufertigung technisch und wirtschaftlich die überlegene Lösung.

Strukturelles Kleben hat sich bei Reparaturen und Verbindungen im Guss- und Maschinenbau als zuverlässige Alternative etabliert. Moderne Epoxid- und Methacrylat-Klebstoffe erreichen Festigkeiten, die für viele statische Anwendungen ausreichen, ohne das Gefüge des Gusseisens thermisch zu belasten. Die Verbindung ist nicht bearbeitbar und schwer lösbar, was je nach Anwendung ein Vor- oder Nachteil sein kann.

Mechanische Verbindungen durch Schrauben, Stifte oder Einpresshülsen sind bei Reparaturen an Rissen oder Brüchen im Gusseisen eine bewährte Methode. Das Verfahren erfordert keine Wärmeeinbringung und ist auch bei Werkstoffen anwendbar, die nicht schweißbar sind. Bei größeren Rissen wird oft eine Kombination aus metallischen Stiften und Kleber eingesetzt.

Die wirtschaftlich sinnvollste Alternative ist in vielen Fällen die Neufertigung des Bauteils aus einem geeigneten Strangguss-Halbzeug aus Gusseisen. Strangguss bietet gegenüber konventionellem Sandguss eine homogenere Gefügestruktur und damit gleichmäßigere Materialeigenschaften, was die Bearbeitbarkeit und die Betriebssicherheit des fertigen Bauteils verbessert.

Wie MK Strangguss GmbH Konstrukteure beim Umgang mit Gusseisen unterstützt

Wenn die Schweißbarkeit von Gusseisen an ihre Grenzen stößt, ist die Neufertigung aus Strangguss-Halbzeug oft die technisch und wirtschaftlich sicherere Wahl. MK Strangguss GmbH liefert als Vollservice-Partner Grauguss (GJL) und Sphäroguss (GJS) nach DIN EN 16482 ab Lager in Plettenberg im märkischen Sauerland, mit Abmessungen von 20 mm bis 740 mm und einem Lagerbestand von rund 1.000 Tonnen überwiegend aus deutscher Herstellung.

Das Lieferprogramm deckt den gesamten Bearbeitungsumfang ab:

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