Come saldare la ghisa ?

Tutti gli operatori professionisti ed amatori impegnati nel mondo della saldatura affrontano quotidianamente delle sfide per riuscire a realizzare lavorazioni a regola d'arte, supportati dalle continue innovazioni nel settore della ricerca e sviluppo delle varie case produttrici di generatori di saldatura.

Tuttavia la saldatura non può definirsi una scienza perfetta, poiché nella maggior parte dei casi l'intervento manuale dell'operatore è necessario per poter realizzare lavorazioni di questo genere, a meno che non ci si affidi ad un supporto robotizzato.

Come detto in precedenza il processo di saldatura non può essere definito una scienza perfetta poiché l'intervento umano è quasi sempre necessario; infatti si definisce saldatura manuale (MMA elettrodo rivestito, TIG) o semiautomatica (MIG/MAG, FLUX).

Il processo di saldatura più diffuso è sicuramente la saldatura MMA con l'ausilio dell'elettrodo rivestito. La motivazione è che questo particolare processo è di semplice utilizzo, relativamente economico, non necessita di protezione gassosa e l'operatore sostenendo una spesa contenuta di qualche centinaia d'euro è in grado di realizzare le prime lavorazioni in autonomia e in sicurezza. Inoltre, grazie alla presenza di un'ampia varietà di elettrodi rivestiti nel mercato, è possibile effettuare lavorazioni su qualsiasi metallo; è sufficiente procurarsi i consumabili corretti ed eventualmente rispettare alcune regole particolari previste ad esempio per saldare la ghisa.

Frequentemente ci viene chiesto se è possibile saldare la ghisa? O come si salda la ghisa?

La risposta è affermativa! È possibile saldare la ghisa rispettando semplici ma fondamentali regole; questa particolare lega di ferro contiene carbonio o grafite con un tenore dal 2,06% al 6,67%. Questo elemento dona al ferro una grande resistenza al calore (temperatura di fusione 1150°C), all'usura e una grande resistenza meccanica; inoltre la ghisa non è soggetta al fenomeno dell'ossidazione.

In passato per riuscire a saldare la ghisa era necessario effettuare una fusione mediante l'utilizzo di un forno mentre al giorno d'oggi, grazie all'utilizzo di saldatrici inverter MMA, è possibile saldare ghisa ed effettuare riparazioni utilizzando una saldatrice per la saldatura MMA e gli appositi elettrodi per saldare la ghisa.

Come saldare la ghisa e riparare le cricche

Se al termine della saldatura ghisa sono presenti delle cricche anche da precedenti riparazioni, è necessario rimuoverle. Come primo passo si pratica un foro alle estremità della cricca per evitare che si propaghi durante la fase di rimozione e con l'utilizzo della mola rimuovere completamente tutta la porzione dove è presente la cricca da saldatura ghisa.

Al termine dell'operazione di eliminazione della cricca da saldatura ghisa è necessario eliminare minuziosamente tutte le impurità depositate durante la precedente lavorazione ed in maniera particolare liquidi di raffreddamento o oli impiegati durante il processo di cianfrinatura o foratura.

Poiché durante la fase di preriscaldo, la ghisa è soggetta all'assorbimento di liquidi oleosi che facilmente compromettono il risultato finale a causa della sua porosità, l'operatore che si avvicina a saldare la ghisa deve assicurarsi che i giunti da saldare siano puliti e privi di contaminazioni esterne.

Altre cause dell'apparizione di cricche con la saldatura ghisa possono essere:

• Una scarsa qualità del materiale base che non riesce a sopportare le sollecitazioni provocate dal raffreddamento
• Un eccessivo calore apportato durante la saldatura ghisa che rende la zona termicamente alterata troppo dura e quindi molto fragile agli urti

Gli operatori professionisti quando praticano una saldatura ghisa o riparazioni di dimensioni importanti su questo materiale adottano una tecnica chiamata in gergo Imburratura che consiste nel ricoprire l'artefatto in ghisa con una sostanza specifica che trattiene il calore e ne rallenta il processo di raffreddamento, riducendo notevolmente la possibilità di cricche sulla saldatura ghisa per tensione da tiro dovute da un raffreddamento troppo veloce.

Qui sotto vengono indicate alcune saldatrici ideali per eseguire riparazioni e saldature ghisa:

• Helvi Galileo 179
• Esab Rogue ES 180i PRO
• Deca i-arc 318 lab
• Gys Progys 200a pfc
• Lincoln Invertec 170S

È inoltre possibile saldare la ghisa anche a filo. Questo materiale d'apporto è molto utilizzato per la placcatura e il riporto di rulli in ghisa; il deposito di saldatura ha una durezza piuttosto elevata che può essere lavorata con appositi utensili meccanicamente. È raccomandato mantenere una temperatura di interpass mai inferiore a 175°C per evitare la formazione di fessurazioni nella saldatura e nelle aree termicamente alterate. Questo genere di filo è inoltre utilizzato per riparare ghisa in getti e ghise ad alto fosforo di alto spessore.

Tipi di ghisa e relativa saldabilità

Prima di iniziare a saldare la ghisa è fondamentale conoscere il tipo di lega con cui ci si trova ad operare. La ghisa, infatti, non è un materiale unico: esistono diverse famiglie con caratteristiche metallurgiche e comportamenti in saldatura molto differenti. Di seguito i quattro tipi più comuni e il loro grado di saldabilità.

Ghisa grigia (la più comune)

La ghisa grigia è la più diffusa e quella che, nella maggior parte dei casi, capita di dover saldare o riparare. Il carbonio si presenta sotto forma di grafite lamellare, che le conferisce una superficie di frattura grigiastra. La sua saldabilità è considerata media: con il giusto preriscaldo (250-400°C) e gli elettrodi corretti (al nichel-ferro o nichel puro) è possibile ottenere riparazioni durature, soprattutto su corpi macchina, basamenti motore, pulegge e blocchi cilindro.

Ghisa sferoidale (o duttile)

Nella ghisa sferoidale la grafite si presenta sotto forma di noduli sferici, ottenuti tramite trattamento con magnesio. Questa morfologia conferisce al materiale una notevole resistenza meccanica e una certa duttilità, paragonabile a quella di alcuni acciai. La saldabilità è buona, a patto di utilizzare elettrodi al nichel-ferro (NiFe) e di mantenere un controllo termico molto rigoroso. È il tipo di ghisa che si incontra spesso in tubazioni interrate, ingranaggi pesanti e componenti agricoli.

Ghisa malleabile

La ghisa malleabile si ottiene partendo da getti in ghisa bianca sottoposti a lunghi trattamenti termici di ricottura. Il risultato è un materiale tenace, resistente agli urti e relativamente duttile. La sua saldabilità è discreta, ma il calore della saldatura tende a riportare localmente la struttura verso quella della ghisa bianca, fragile e dura. È quindi indispensabile un trattamento termico post-saldatura per ripristinare le caratteristiche meccaniche originali.

Ghisa bianca

La ghisa bianca, in cui il carbonio è combinato sotto forma di cementite, è estremamente dura, fragile e praticamente non saldabile con i processi tradizionali. Eventuali interventi di riparazione vengono in genere eseguiti con tecniche di brasatura o riporto, evitando cicli termici importanti che ne provocherebbero la rottura immediata.

A che temperatura fonde la ghisa

Una delle domande più frequenti che ci vengono rivolte riguarda la temperatura di fusione della ghisa. La risposta non è univoca, perché dipende dalla composizione esatta della lega, ma in generale possiamo affermare che la ghisa fonde tra 1.150°C e 1.200°C, una temperatura sensibilmente inferiore rispetto a quella dell'acciaio dolce (circa 1.500°C). Questa caratteristica è dovuta proprio all'elevato tenore di carbonio (dal 2,06% al 6,67%), che abbassa il punto di fusione del ferro puro.

Per dare un riferimento concreto, ecco le temperature di fusione dei principali metalli che possiamo incontrare in officina:

• Ghisa: 1.150 – 1.200°C
• Acciaio dolce (ferro): 1.450 – 1.520°C
• Acciaio inox AISI 304: 1.400 – 1.450°C
• Rame: 1.083°C
• Alluminio: 660°C
• Ottone: 900 – 940°C

Sapere a che temperatura fonde la ghisa è fondamentale durante la saldatura, perché il bagno di fusione tende a formarsi più rapidamente rispetto a quello degli acciai. Per questo motivo è necessario lavorare con correnti più contenute e archi corti, in modo da evitare un eccessivo apporto termico che porterebbe a fragilizzare le zone termicamente alterate.

Elettrodi per saldare la ghisa: NiFe, Ni puro e marche di riferimento

La scelta degli elettrodi per ghisa è probabilmente l'aspetto più critico dell'intero procedimento. Utilizzare il consumabile sbagliato significa, nella stragrande maggioranza dei casi, ottenere un giunto pieno di cricche o, peggio, una saldatura che cede al primo carico. Vediamo nel dettaglio le due famiglie più utilizzate.

Elettrodi al nichel-ferro (NiFe)

Gli elettrodi per saldare la ghisa in lega NiFe (con un tenore di nichel intorno al 55%) rappresentano oggi lo standard di riferimento per la stragrande maggioranza degli interventi. Sono adatti sia alla saldatura della ghisa grigia sia di quella sferoidale, offrono ottime caratteristiche meccaniche del giunto e consentono di lavorare anche a freddo, riducendo la necessità di preriscaldi spinti. La sigla normativa di riferimento è EN ISO 1071 E C NiFe-1.

Elettrodi al nichel puro

Gli elettrodi al nichel puro (Ni > 95%) sono indicati per lavorazioni in cui il deposito deve restare facilmente lavorabile alle macchine utensili dopo la saldatura. Sono particolarmente apprezzati per riparazioni su corpi macchina che richiedono successive lavorazioni di alesatura o tornitura. La loro sigla normativa è EN ISO 1071 E C Ni-CI.

Elettrodi al monel e leghe speciali

Per applicazioni particolari, come la saldatura di ghise contaminate da olio o di vecchi getti di incerta composizione, si utilizzano elettrodi a base di monel (Ni-Cu) o di leghe speciali ad alta tolleranza alle impurità.

Marche di riferimento sul mercato

Tra le marche più riconosciute per gli elettrodi ghisa di qualità professionale troviamo:

• Castolin Eutectic: storica azienda specializzata nelle leghe di apporto per riparazione, con prodotti come EutecTrode 2240, 27 e XHD 2240. Saldare la ghisa con Castolin è da decenni sinonimo di qualità per chi opera nelle riparazioni industriali.
• Lincoln Electric: con la gamma Softweld 99Ni e Softweld 55Ni.
• ESAB: con OK NiFe-CI e OK Ni-CI.
• Oerlikon: con la serie Citoferro e Citonichel.

Il diametro più utilizzato per elettrodi per saldare la ghisa è il 2,5 mm e il 3,2 mm, con corrente continua a polarità inversa (DC+) per la maggior parte dei riferimenti. Per un approfondimento dettagliato puoi consultare la nostra categoria dedicata agli elettrodi per ghisa.

Saldatura a freddo vs saldatura a caldo della ghisa

Quando si parla di saldare la ghisa esistono due approcci radicalmente diversi: la saldatura a caldo, con preriscaldo del pezzo, e la saldatura a freddo, eseguita a temperatura ambiente. La scelta dipende dalle dimensioni del pezzo, dall'attrezzatura disponibile e dal tipo di riparazione.

Saldatura a caldo (con preriscaldo)

È la tecnica tradizionale e quella che garantisce i migliori risultati meccanici. Prevede il riscaldamento del pezzo a una temperatura compresa tra 400°C e 650°C prima della saldatura, mantenendo il calore durante l'esecuzione del giunto e procedendo poi a un raffreddamento lentissimo, spesso in sabbia o in vermiculite, oppure in forno con discesa controllata. Questo approccio minimizza le tensioni interne e riduce drasticamente il rischio di cricche, ma richiede attrezzature dedicate (forni, cannelli ossiacetilenici di grande potenza) e tempi lunghi.

Saldatura a freddo

La saldatura a freddo è la tecnica più diffusa nelle officine medio-piccole. Si esegue a temperatura ambiente (o con un blando preriscaldo a 60-100°C per asciugare il pezzo), utilizzando elettrodi al nichel-ferro o al nichel puro e lavorando con correnti basse, archi corti e cordoni cortissimi (massimo 25-30 mm) intervallati da pause di raffreddamento. Subito dopo ogni passata si effettua una leggera martellatura del cordone (peening) per scaricare le tensioni residue. È la tecnica ideale per riparazioni di piccole/medie dimensioni e per chi non dispone di forni industriali.

Nella pratica quotidiana, l'80% delle riparazioni di ghisa eseguite in officina avviene con tecnica a freddo, grazie all'evoluzione degli elettrodi specifici e dei moderni inverter MMA che consentono un controllo preciso dell'arco anche a basse correnti.

Come incollare la ghisa: alternativa alla saldatura

Non sempre è possibile o conveniente saldare. Per riparazioni leggere, su pezzi non sottoposti a sollecitazioni meccaniche elevate o ad alte temperature, l'incollaggio rappresenta un'alternativa pratica ed economica. Ecco come incollare la ghisa in modo affidabile.

Adesivi epossidici bicomponenti

Sono la soluzione più utilizzata per l'incollaggio della ghisa. Si tratta di adesivi a base di resina epossidica e indurente, che mescolati danno origine a un collante con resistenza meccanica fino a 250 kg/cm². Marche di riferimento sono Loctite EA 3430, Devcon Plastic Steel, Araldite Steel e Henkel Multimetal. Sono ideali per piccole crepe, riparazioni di tappi olio, marmitte e basamenti.

Adesivi metallici a freddo

Sono prodotti specifici (come Devcon F o Belzona 1111) caricati con polveri metalliche, spesso ferro o acciaio. Una volta induriti possono essere lavorati alle macchine utensili (forati, filettati, alesati) e sopportano temperature fino a 120-150°C in continuo.

Procedura corretta

1. Pulizia accurata della superficie con sgrassante (acetone, alcol isopropilico).
2. Carteggiatura con carta abrasiva grana 80-120 per creare ancoraggio meccanico.
3. Sgrassaggio finale con un solvente che evapori senza lasciare residui.
4. Miscelazione dell'adesivo nelle proporzioni indicate dal produttore.
5. Applicazione in strato uniforme, con spessore tra 0,1 e 2 mm a seconda del prodotto.
6. Bloccaggio del pezzo per tutto il tempo di polimerizzazione (in genere 12-24 ore a temperatura ambiente).

L'incollaggio non sostituisce la saldatura per riparazioni strutturali, ma è perfetto per fissare crepe in modo discreto, ricostruire piccoli volumi mancanti o sigillare perdite su corpi cilindrici.

Quanto costa far saldare un pezzo di ghisa

Una delle domande più frequenti che riceviamo riguarda il costo di una riparazione in ghisa presso un'officina specializzata. Le variabili in gioco sono molte e una stima precisa è difficile senza vedere il pezzo, ma possiamo indicare alcuni range realistici basati sull'esperienza.

Range di prezzi indicativi

• Piccola riparazione (crepa di pochi centimetri su pezzo leggero): 40-80 €
• Riparazione media (basamento motore, puleggia, corpo pompa): 100-250 €
• Riparazione importante (blocco motore, testata, getto industriale): 300-800 €
• Riparazione strutturale di grossi getti (con preriscaldo in forno e trattamento post-saldatura): da 800 € fino a oltre 2.000 €

Cosa influisce sul prezzo

• Dimensioni e peso del pezzo (più è grande, più è lunga la fase di preriscaldo e raffreddamento).
• Tipo di ghisa: la sferoidale o la malleabile richiedono procedure più complesse della grigia.
• Stato del pezzo: presenza di olio, ruggine o vecchie saldature mal eseguite aumenta il tempo di preparazione.
• Necessità di lavorazioni successive (alesatura, fresatura, rettifica) per ripristinare le quote originali.
• Urgenza dell'intervento: lavori in giornata possono avere maggiorazioni fino al 40%.

Per chi svolge spesso queste lavorazioni in proprio, l'investimento in una buona saldatrice inverter MMA di fascia media (300-600 €) e in una scorta di elettrodi al nichel-ferro si ammortizza in poche riparazioni, considerando i costi orari di un'officina specializzata.

Riparazione di pezzi di ghisa rotti: procedimento dettagliato

Quando ci si trova davanti a un pezzo di ghisa rotto, la tentazione di "tirare due cordoni e via" porta nel 90% dei casi a un fallimento. La riparazione professionale segue invece un protocollo preciso. Vediamo, passo dopo passo, come riparare un pezzo di ghisa rotto.

1. Analisi del pezzo

Prima di qualsiasi operazione, identificare il tipo di ghisa (grigia, sferoidale, malleabile), valutare lo stato della frattura e capire se il pezzo lavora a trazione, compressione o flessione. Da questa analisi dipende la scelta della tecnica e dell'elettrodo.

2. Preparazione meccanica

Eseguire una cianfrinatura a U (mai a V) lungo tutta la frattura, con angoli da 60° a 90° e raggio sul fondo di almeno 3 mm. La cianfrinatura a U distribuisce meglio il calore e riduce il rischio di nuove cricche. Alle estremità della frattura praticare un foro di stop con punta da 4-6 mm, per impedire la propagazione della cricca durante il riscaldamento.

3. Pulizia profonda

La ghisa è notoriamente porosa e tende ad assorbire oli e liquidi nel tempo. Per estrarli è utile un riscaldamento dolce con cannello fino a 200-300°C, in modo da far "trasudare" gli oli, seguito da pulizia con spazzola in acciaio inox e sgrassante.

4. Preriscaldo

Per saldatura a caldo, portare l'intero pezzo a 400-650°C in forno o con cannello (mai solo nella zona di saldatura: il gradiente termico genererebbe rotture). Per saldatura a freddo, un preriscaldo a 60-100°C è sufficiente per asciugare la zona.

5. Saldatura a cordoni corti

Eseguire passate di lunghezza massima 25-30 mm, con corrente bassa (40-90 A per elettrodi da 2,5 mm), arco corto e movimento rettilineo. Tra una passata e l'altra attendere il raffreddamento spontaneo a temperatura ambiente (o non oltre 60°C).

6. Peening (martellatura)

Subito dopo ogni cordone, ancora caldo, martellare leggermente con un martello da 200-300 g e punta arrotondata. Questa operazione comprime il cordone e ne riduce le tensioni di ritiro, prevenendo le cricche.

7. Raffreddamento controllato

A fine saldatura, ricoprire il pezzo con vermiculite, sabbia asciutta o calce in modo che il raffreddamento avvenga in 12-24 ore. Per pezzi importanti, raffreddamento in forno con discesa di 50°C/ora.

8. Controllo finale

Verificare visivamente l'assenza di cricche superficiali, eventualmente con liquidi penetranti, e verificare con percussione la "sonorità" del pezzo: una ghisa ben saldata mantiene il classico suono cristallino.

Errori comuni nella saldatura della ghisa

Dopo anni di esperienza nel settore e migliaia di domande raccolte dai clienti, abbiamo identificato gli errori che si ripetono con maggiore frequenza nella saldatura della ghisa. Evitarli significa raddoppiare le probabilità di successo della riparazione.

1. Usare elettrodi sbagliati

L'errore più frequente è utilizzare elettrodi rutili o basici per acciaio sulla ghisa. Il risultato sono cricche immediate o nel giro di poche ore, perché il deposito è troppo duro e fragile per accompagnare i ritiri della ghisa. Solo elettrodi al NiFe o al Ni puro sono adatti.

2. Saltare il preriscaldo

Anche nella saldatura a freddo, un blando riscaldamento a 60-100°C è sempre consigliato, soprattutto in inverno o su pezzi voluminosi. Saldare ghisa fredda significa generare uno shock termico che apre microcricche.

3. Cordoni troppo lunghi

Eseguire un cordone unico di 10-15 cm porta inevitabilmente a tensioni di ritiro che fanno cedere il giunto. La regola d'oro è cordoni corti (max 25-30 mm) e pause di raffreddamento.

4. Corrente troppo alta

Lavorare con correnti elevate per "andare più veloci" provoca diluizione eccessiva del materiale base nel deposito, rendendo il giunto fragile. Meglio tenersi sui valori minimi indicati dal produttore dell'elettrodo.

5. Trascurare la pulizia

La ghisa porosa assorbe oli e umidità. Saldare senza un'adeguata pulizia (sgrassaggio + riscaldamento per estrarre i residui) provoca porosità nel cordone e cricche da idrogeno.

6. Raffreddamento veloce

Bagnare con acqua o lasciare il pezzo all'aperto in inverno è la via più veloce per fessurare il giunto appena fatto. Il raffreddamento deve essere lento e graduale.

7. Mancanza di peening

Saltare la martellatura del cordone è uno degli errori più sottovalutati. Il peening riduce sensibilmente le tensioni residue e aumenta drasticamente la durata della riparazione.

Tuttosaldatura.it dispone di un'ampia gamma di saldatrici inverter MMA e di elettrodi specifici per saldare la ghisa, tutti disponibili e comprensivi di spedizione gratuita. Nel caso necessitassi di un'offerta personalizzata o stessi cercando un prodotto non presente nel nostro listino, contattaci telefonicamente o via mail: il nostro Team sarà a tua completa disposizione.

Articolo a cura di Marco Sanvido, esperto in saldatura con oltre 15 anni di esperienza nel settore, gia tecnico Telwin.