Чем заменить буру при ковке

Кузнечная сварка металла — один из старейших способов получения неразъемного соединения. При этом, с помощью такого примитивного метода можно соединять самые разнообразные металлы, в том числе нержавейку. Но учитывайте, что сварной шов получается недостаточно прочным, и эта работа считается очень трудоемкой. Однако, есть у кузнечной сварки и свои преимущества.

В этой статье мы кратко расскажем, в чем суть кузнечной сварки и какие особенности нужно учесть, чтобы соблюдать технологию.

Общая информация

Кузнечная сварка (она же сварка ковкой) — метод соединения металлов, суть которого заключается в формирование сварного шва с применением кузнечных инструментов. Металл доводят до пластичного состояния и бьют по нему кузнечным ударным инструментом. До изобретения РДС такой способ сварки применялся повсеместно. Но сейчас кузнечная сварка применяется только для соединения деталей из низкоуглеродистой стали.

Чтобы получить качественный шов нужно тщательно очистить металл.

Загрязнения и коррозия не должны препятствовать формированию шва во время ковки. Но нужно понимать, что кузнечная сварка — это трудоемкая и малопроизводительная работа. К тому же, шов получается не таким уж прочным, как хотелось. По этой причине сварка ковкой не применяется на производствах, а остается уделом частных мастерских. Тем не менее, с помощью такой незамысловатой технологии можно своими руками выполнить несложный ремонт в полевых условиях.

Технология

Технология кузнечной сварки проста, но в то же время очень трудоемкая. Она требует от кузнеца железного терпения, поскольку на выполнение одного этапа уходит много времени и физических сил. Но если вы все сделаете правильно, то в конечном итоге получите отличный результат. Далее мы расскажем вам все о технологии сварки ковкой.

Нагрев

Все начинается с предварительного нагрева деталей. Нагрев осуществляется в специальных печах или горнах. Важно, чтобы пламя не имело окислительных свойств и в очаге не должно быть лишнего топлива или жидкости для розжига.

В качестве топлива рекомендуем использовать древесный уголь. Он хорошо зарекомендовал себя, поскольку не содержит в своем составе серу. А избыток серы приводит к ухудшению качества готового шва.

Также применяется каменный уголь, но в нем может присутствовать до 1% серы. Следите, чтобы фракции угля были более-менее одного размера. Сам уголь должен быть просеянным и некрупным.

Сначала в печь загружается уголь. Он должен хорошо прогореть, чтобы небольшой процент серы испарился. Затем нужно нагреть концы деталей, которые затем будут стыковаться. Средняя температура нагрева — от 1300 до 1400 градусов по Цельсию. Если сталь низкоуглеродистая, то при воздействии такой температуры она приобретет белый цвет. Если у металла, из которого сделана деталь, высокое содержание углерода, то не стоит превышать температуру нагрева более 1200 градусов. Металл должен сменить цвет на белый с желтым.

Такие высокие температуры используются только для нагрева, во время ковки температура понижается. Поэтому учитывайте, что при есть вероятность перегрева металла и образования окалины. Чтобы этого избежать можно использовать флюс для кузнечной сварки. Флюс наносят прямо на деталь, но не предварительно, а прямо во время нагрева. Можно купить специальный флюс в магазине, а можно использовать вымытый и просеянный речной песок.

Не нужно насыпать толстый слой флюса, иначе металл просто не прогреется и образуется много шлака. Посыпайте флюс тонким слоем. Можете смешать речной песок с бурой, тогда примесей при ковке будет меньше. Но не стоит применять буру, если у вас качественный очищенный уголь. Это не принесет должного результата. А вот если уголь плохой и способствует образованию шлака, то бура может помочь. Кстати, если буры у вас нет, то можете использовать обычную поваренную соль.

Есть еще одна хитрость касаемо флюсов. Если деталь небольшого размера, то флюс можно не использовать. Нагрейте заготовку, а затем быстрым движением переместите ее в песок. Сам песок нужно предварительно насыпать в металлический ящик, который следует поставить на горн. Песок немного нагреется и разность температур будет не такой большой.

Также учитывайте, что при использовании песка все равно будет образовываться шлак. Он будет стекать с детали вместе с песком, так что подсыпайте песок по мере необходимости. Обычно требует насыпать песок два-три раза за весь нагрев. В это время необязательно вынимать деталь из огня.

Еще можно смешать флюс с железными опилками, если в металле содержится много углерода. Также можно использовать ферромарганец. Такие смеси способствуют улучшению качества шва, поскольку поглощают избыток углерода.

Иногда бывают ситуации, когда требуется сварить две детали из разных сталей. Мы рекомендуем сначала прогревать ту деталь, у которой меньшее содержание углерода. А прогревать вторую деталь следует спустя небольшой промежуток времени.

Проковка

Теперь о ковке. Как только деталь хорошо прогрелась ее нужно достать из печи или горна, и поместить на наковальню. Тут же следует совершить несколько ударов по наковальне. Так вы собьете шлак. Далее нужно состыковать две нагретые заготовки и нанести несколько легких ударов с помощью кузнечного молота.

Удары должны быть частыми и ритмичными, а детали должны быть плотно прижаты друг к другу, чтобы избежать окисления металла. Затем нужно увеличить силу удара, сохраняя прежнюю скорость. Благодаря сильным ударам две заготовки окончательно соединяются между собой и начинают приобретать единую форму. Чтобы прочность была выше можно проковать не только концы двух деталей, но и прилегающие к ним участки. Саму проковку нужно делать от середины соединения к краям. Так шлак будет равномерно выходить из зоны сварки.

Некоторые мастера после проковки снова нагревают уже готовые детали. Затем снова выполняют проковку. С виду такое изделие выглядит более монолитным, но здесь главное не переусердствовать. Иначе многочисленные нагревы могут наоборот ухудшить качество шва. А вы должны помнить, что само соединение в кузнечной сварке не такое уж и прочное.

Отделка

Отделка — это обязательной этап любой художественной ковки. Но в кузнечной сварке отделка применяется нечасто. Если вам все же нужно сделать соединение эстетически привлекательным, то можете использовать предназначенный для этого кузнечный инструмент. Также можно использовать полировку, кварцевание или патинирование. Используйте щетки с металлическим ворсом, полировочные пасты, пасту ГОИ. Это, конечно, необязательный этап. Он выполняется при изготовлении художественных изделий, а не при ремонте.

Вместо заключения

Кузнечная сварка — почти забытый, но весьма интересный метод соединения металлов. Вам доступна кузнечная сварка нержавейки, а также кузнечная сварка изготовление ножей, что часто практикуется в частных мастерских. Не нужно думать, что раз такая технология потеряла свою актуальность на фоне более современных методов сварки. Наоборот, изделия, изготовленные с применением кузнечной сварки, приобретают особую значимость. Ведь они в прямом смысле изготовлены своими руками.

А вы сталкивались с кузнечной сваркой в своей практике? Может быть вы и есть профессиональный кузнец, которых теперь осталось так мало? Расскажите об этом в комментариях ниже. Желаем удачи в работе!

Хотите научится варить черные, цветные металлы, пластмассы, построив свои собственные сварочные аппараты? Хотите научится выполнять на самодельных сварочных аппаратах практически любые заказы населения? Тогда этот сайт для вас! Также здесь вы найдете рекомендации по приобретению готовых аппаратов, инструментов, приспособлений.

Бура служит для защиты нагретого металла от доступа воздуха, а следовательно –

от образования окалины и возможного пережега. Еще с давних времен, до открытия буры, в кузнечном ремесле был известен один простой метод. Для уменьшения окалины и защиты от пережега нагретую заготовку посыпали мелким чистым промытым речным песком. Если заготовка была небольших размеров, то ее просто «окунали» в песок.

технология кузнечной сварки металла ковкой.

Флюс и бура для кузнечной сварки, необходимое оборудование

Кузнечная сварка — один из самых старых способов соединения металлов, известных человечеству. Необходимое оборудование, флюс и бура для неё и сегодня вполне доступны для приобретения. О том, чем отличается технология кузнечной сварки металла ковкой, какие у неё есть особенности и сферы применения стоит поговорить более подробно.

Особенности

Один из видов горячей обработки металла — кузнечная сварка – представляет собой

процесс деформации заготовок под ударными нагрузками. Именно этот способ используется, когда нужно создать соединение между сплавами, которые нельзя совместить другими путями. Кузнечная сварка даёт возможность добиться полного проникновения разнородных веществ друг в друга на молекулярном уровне. Пайковый материал при этом не используется — бура и флюсы лишь служат для удаления оксидов с металлической поверхности.

Кузнечная сварка не меняет свойств стали, поскольку при нагреве основа лишь становится пластичной, без перехода в жидкое агрегатное состояние. Это обусловлено правильным выбором точки нагрева. При использовании торцевой технологии можно добиться улучшения структуры металла, уплотнить её, обеспечить уковку пустот.

Разновидности

Сварка ковкой предусматривает использование разных способов обработки в зависимости от формы, размера, типа изделия. Вот наиболее популярные.

1. В обхват/внахлёст/встык. Каждый из 3 методов предусматривает соприкосновение краёв изделия — для этого их изначально делают выпуклыми. Основные отличия между ними связаны с углом и наклоном, выбираемым для ударов молотом.
2. В расщеп. Этот способ хорош для работы с плоскими заготовками из листового металла. Заготовки оттягиваются по краям, расщепляются на некотором расстоянии от них, соединяются по надрезам, а затем подвергаются нагреву.
3. С шашками. Метод предусматривает использование накладок, повторяющих форму концов деталей. Этот способ распространён при работе с крупноформатными изделиями.

Это основные методики. Также встречается кузнечная сварка с клёпкой, в паз, впритык — когда деталь крепится перпендикулярно основе.

Применение

Основное применение кузнечной сварки в современных условиях — обработка низкоуглеродистой стали и производство изделий из неё. При помощи этого метода создают кольца и полосы из листового металла, делают обручи, подковы для лошадей, изготавливают ножи. За 2000 лет своего существования технология не раз доказывала свою эффективность.

Более того, для выполнения работ не требуется подключение к электроэнергии, что по-прежнему актуально для сельской местности и отдалённых регионов.

Области деятельности, в которых востребована эта технология.

1. Художественная ковка. При помощи кузнечной сварки создаются арт-инсталляции и небольшие изделия для жилых интерьеров с интересным визуальным эффектом.
2. Изготовление деталей в сфере авторемонта. Если запасные части невозможно подобрать или приобрести, их просто создают заново по лекалам и чертежам.
3. Создание сельскохозяйственного инвентаря. Там, где вспахивание земель по-прежнему ведётся с применением лошадей и другой живой силы, именно этот тип сварочных работ даёт возможность создавать прочные плуги. Для рубки леса изготавливают топоры, также в ходу домашний инвентарь, созданный из металла вручную.
4. Создание нестандартных водосточных труб, желобов. Редкий пример отрасли, где заменить кузнечную сварку очень сложно.
5. Оружейное дело. При создании многослойных ножей и мечей из дамасской стали именно сварка ковкой даёт нужную плотность соединения металла. Всё остальное зависит уже от умений мастера.

Оборудование

Для выполнения работ, связанных с соединением низкоуглеродистых сталей методом пластической деформации, необходим определённый комплект инструментов. В первую очередь это источник открытого пламени. Им может стать кузнечный горн или печь, первый вариант предпочтительнее, поскольку позволяет раскалить детали до 1500 градусов. Для отбивки заготовок понадобится наковальня. Вести работу с раскалённым металлом можно только при помощи клещей. Заключительная работа ведётся исключительно молотами — их у мастера сразу несколько, от пневматического до слесарного.

Технология процесса

Упрощённо технология кузнечной сварки выглядит так: металл проходит предварительную обработку, нагрев, и после этого начинается сварочный процесс при помощи молота и наковальни или других инструментов в зависимости от выбранного метода. Лучше понять особенности поможет пошаговое рассмотрение всех этапов.

1. Зачистка поверхности. Она нужна, чтобы удалить с металла следы окислов и других загрязнений.
2. Разогрев металла. В горне или печи можно использовать только топливо, содержащее малое количество серы — это позволит обеспечить высокую прочность шва. Лучшим вариантом считается каменный уголь, каменноугольный кокс. Нагрев осуществляется до белого каления: 1350-1370 градусов для низкоуглеродистых сталей, 1150 градусов – для марочных, типа У7, где содержание углерода выше.
3. Порядок каления. При нагреве заготовок с неоднородным составом начинать нужно с той, в которой содержание углерода ниже. Вторая деталь добавляется позже — так удаётся получить готовые к сварке ковкой детали одновременно.
4. Применение флюса. Чтобы избежать образования окалины, при достижении температуры от +950 до +1050 градусов её покрывают флюсом, исключающим пережог металла. Наиболее часто используется смесь 10% тетрабората натрия, также известного как бура, с 90% речного песка, предварительно прокалённая для удаления лишней влаги. Также можно применять соединение силикатно-песчаных смесей с содой или молотый бой стекла. В чистом виде буру используют при работе с металлами с более низкими температурами нагрева, может использоваться отдельно и речной песок, в который погружают заготовку.
5. Сварка. Как только заданная температура достигнута, металл раскалился добела, его можно соединять методом ковки, предварительно очистив от шлака. Уложенные вместе детали легко отбивают лёгкими и частыми ударами молота так, чтобы все остатки флюса и загрязнения оказались снаружи шва. Далее ведутся сильные и частые удары от центра деталей к краям в месте соединения. Это исключит формирование непроваренных областей и других дефектов. Проковке также подвергаются участки вокруг области стыка.

Важно учесть, что до момента разогрева деталей температура в горне должна достигнуть довольно высоких значений. Это позволяет выжечь всю серу из топлива. Стали с повышенным содержанием углерода при накаливании приобретают не чистый белый, а жёлтый цвет. При выборе металла важно знать, что содержание магния до 0,8% от общего объёма благотворно сказывается на ковкости металла, а вот хром, медь, кремний, вольфрам, фосфор, сера ухудшают её, объёмы углерода тоже не должны превышать 0,4%.

Это основные моменты, которые нужно знать о кузнечной сварке.

Особености и технология процесса кузнечной сварки приведены в следующем видео.

Как сделать флюс саоими для кузнечной сварки

Как сделать флюс своими руками. Быстро и просто!

Делаем флюс своими руками

Бура для ковки металла и флюс для кузнечной сварки, чем …

Бура для ковки металла и флюс для кузнечной сварки, чем …

Чем заменить в кузнице флюс. Пайка алюминия в домашних …

флюс для кузнечной сварки — Кузнечное дело — Металлический форум

флюс для кузнечной сварки — Металлический форум — Страница 5

Чем заменить в кузнице флюс. Пайка алюминия в домашних …

КАК СДЕЛАТЬ БУРУ

Бура для ковки металла и флюс для кузнечной сварки, чем …

Флюс для кузнечной сварки

Кузнечная сварка — основные особенности и способы

Бура для ковки металла и флюс для кузнечной сварки, чем …

ЧЕМ ЗАМЕНИТЬ БУРУ FORGER WELDING самодельщик

Флюс для кузнечной сварки

Дуговая механизированная сварка под флюсом без присадочного …

Чем заменить в кузнице флюс. Пайка алюминия в домашних …

Флюс для сварки алюминия своими руками — ccm-msk. com

Сварочный флюс \u2014 Википедия

Чем заменить в кузнице флюс. Пайка алюминия в домашних …

флюс для кузнечной сварки — Металлический форум — Страница 5

Проба кузнечной сварки+новости

Способ изготовления флюса для кузнечной сварки

Учебник частного сварщика: Глава 9. КУЗНЕЧНАЯ СВАРКА

Чем заменить в кузнице флюс. Пайка алюминия в домашних …

Флюс для сварки алюминия своими руками — steelfactoryrus.com

Флюс для кузнечной сварки

Бура для ковки металла и флюс для кузнечной сварки, чем . ..

Чем заменить в кузнице флюс. Пайка алюминия в домашних …

Кузнечная сварка металла: технология использования

Чем заменить буру при ковке

Кузнечная сварка металла технология \u2013 Всероссийское общество …

Что такое кузнечная сварка или сварка ковкой?

Бура: описание, разновидности, свойства, применение

Чем заменить в кузнице флюс. Пайка алюминия в домашних …

Учебник частного сварщика: Глава 9. КУЗНЕЧНАЯ СВАРКА

Кузнечная сварка и сварка ковкой | SVARKAED. RU | Яндекс Дзен

Что такое кузнечная сварка или сварка ковкой?

Бура: описание, разновидности, свойства, применение

Оборудование для сварки под слоем флюса — respect-kovka.com

Флюс для сварки стали. Принципы выбора состава флюсов для …

Ковка клинка с нуля

Как выбрать флюс для пайки: классификация и рекомендованные …

Как сделать буру в домашних условиях — ccm-msk.com

Кузнечная сварка металла: технология использования

Автоматическая сварка под флюсом \u2014 режимы сварки

Кузнечная сварка — основные особенности и способы

Укладка стальной заготовки для дамасской стали

Флюсы для сварки алюминия: особенности и принцип действия флюсов

Бура для пайки 100 г. флюс 5-водная Тетраборат Натрия

Ручная ковка. Кузнечная сварка

флюс для кузнечной сварки — Металлический форум — Страница 5

Зачем нужна канифоль для пайки: свойства, применение и …

Оборудование для сварки под слоем флюса — respect-kovka.com

Бура для пайки: продажа, цена в Кривом Роге. флюсы, припой от \

КАК СДЕЛАТЬ БУРУ КУЗНЕЧНАЯ СВАРКА

Бура флюс. Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Чем заменить в кузнице флюс. Пайка алюминия в домашних …

Бура: описание, разновидности, свойства, применение

Флюс для кузнечной сварки

Чем заменить буру при ковке

Кузнечная сварка металла: особенности и сферы применения, видео

сварочный аппарат для сварки под флюсом BRIMA MZ-1250 купить . ..

Обзор приспособлений для сварки

Укладка стальной заготовки для дамасской стали

Автоматическая дуговая сварка под флюсом \u2014 Википедия

Как выбрать флюс для пайки: классификация и рекомендованные …

Автоматическая сварка под флюсом \u2014 режимы сварки

Выбор составов флюсов \u2014 B23K 35/362 \u2014 МПК

Флюс это в сварке. Строительный справочник | материалы …

Учебник частного сварщика: Глава 9. КУЗНЕЧНАЯ СВАРКА

Флюс для кузнечной сварки

флюс для кузнечной сварки — Металлический форум — Страница 5

Бура для пайки: для чего нужна и как пользоваться

Антология выдающихся достижений в науке и технике. Часть 17 …

Бура для ковки металла и флюс для кузнечной сварки, чем …

Кузнечная сварка высокоуглеродистых сталей | \

Чем заменить буру при ковке

Кузнечная сварка: описание, технология выполнения работ и …

Кузнечная сварка — основные особенности и способы

Ковка дамасска, начинающим от начинающего!

флюс для кузнечной сварки — Металлический форум — Страница 5

Флюс для кузнечной сварки

Чем заменить в кузнице флюс. Пайка алюминия в домашних …

Учебник частного сварщика: Глава 9. КУЗНЕЧНАЯ СВАРКА

Как самому сделать флюс для пайки — Станки, сварка …

Флюс для пайки: какой паяльный флюс лучше, назначение

Сварка \u2014 Википедия

Кузнечная сварка цепи (дамасс)

как сделать углекислоту своими руками — Prakard

Флюс для сварки алюминия своими руками — steelfactoryrus.com

Автоматическая сварка под флюсом — режимы сварки и основные …

Бура для ковки

Основные операции в кузнечных работах — Художественная ковка …

Флюс это в сварке. Строительный справочник | материалы …

Чем заменить буру при ковке

Кузнечная сварка и сварка ковкой | SVARKAED.RU | Яндекс Дзен

Выбор составов флюсов \u2014 B23K 35/362 \u2014 МПК

НОЖ из мотоциклетной цепи в стиле Mad Max

Кузнечная сварка металла: особенности и сферы применения

Кузнечная сварка — древний метод неразрывного соединения металлов. В течение нескольких тысячелетий человечество использовало данную технологию сваривания в качестве единственного метода изготовления разнообразных металлических конструкций.

Со временем получилось освоить другие варианты сваривания, но все же кузнечная технология считается до сих пор популярной и востребованной среди многих опытных сварщиков. Это связано с тем, что она позволяет изготовить железные конструкции с высокой прочностью.

Что такое кузнечная сварка

Кузнечный сварочный процесс — это технология, при помощи которой можно создать прочное соединение металлических частей. Во время нее производится термическое нагревание под влиянием внешнего давления.

Части заготовок из металла в области будущего сваривания нагреваются до высоких температурных показателей, поверхность должна иметь тестообразную структуру. Далее при помощи молота создается давление — им наносятся удары по заготовке, которая лежит на поверхности. В результате получается качественное соединение с прочной структурой.

Кузнечная сварка металла состоит из нескольких этапов:

1. На начальном этапе подготавливается свариваемая поверхность.
2. Термическое нагревание до определенного температурного показателя.
3. При помощи ковки производится сваривание концов заготовки.
4. В конце выполняется поковка, которая сможет придать заготовке необходимую форму.

Важно! Главным условием качественной сварки считается соблюдение необходимой температуры. Ее требуется устанавливать по цвету каления поверхности металлического изделия.

Если железо раскалить до температуры 13000C, то его поверхность станет ярко-желтого цвета. А при раскалении до 14000C, поверхность приобретает ярко-белую расцветку. Ковку рекомендуется производить сразу же после того как основа достигнет требуемой температуры. Если передержать, то может произойти пережог металла, а также может образоваться большое наслоение окалины.

Необходимое оборудование

Ковка считается древним способом сваривания металлов, который позволяет получить прочные швы. Часто этот метод применяют многие начинающие сварщики, это связано с его дешевизной, минимальным набором оборудования, расходных материалов. Для него не требуется приобретать дорогой сварочный аппарат, высокотехнологичные приборы.

Чтобы создать полноценную кузню необходимо приобрести следующие инструменты:

1. Горн. Он может быть переносной или стационарный. Именно в нем производиться нагревание металлических деталей до необходимой температуры. Если площадь кузницы не позволяет установить данное оборудование, то можно установить автоген.
2. Наковальни нескольких типов. Для ковки могут применяться крупные или мелкие, однорогие или двурогие варианты наковален. Данные изделия необходимо прочно закрепить в мастерской.
3. Кузнечные клещи большого и маленького размера.
4. Крупное и мелкое ударное оборудование. В кузнице должны присутствовать молоты, небольшие слесарные молотки.
5. Несколько емкостей для охлаждения обрабатываемых металлов. В мастерской всегда должны быть ведра с водой, масло.

Особенности флюса для ковки

Флюс для кузнечной сварки обязательно должен содержать в основе железосинеродистый калий. Массовая доля этого вещества может различаться, она может варьироваться от 1 весовой части до 27 весовых частей. Также в составе могут быть дополнительные компоненты из списка ниже:

• бура;
• хлорид натрия;
• борная кислота.

Флюс для кузнечной сварки можно с легкостью изготовить своими руками. Для этого требуется подготовить требуемые компоненты. После этого можно сразу же приступать к сварочному процессу. Перед ковкой смесь необходимо насыпать на поверхность заготовки, которая раскаляется до 10000C.

Флюс для ковки металла вместе с окалиной превращается в жидкий шлак. Далее он начинает постепенно обволакивать рабочую зону, тем самым предохраняя ее от дальнейшего окисления.

Сферы применения

Ковка считается древним ремеслом, в настоящее время она используется художниками и мастерами кузнечных дел. Они применяют данную технологию для создания различных декоративных и дизайнерских изделий из металлической основы. Иногда кузнечную сварку применяют для изготовления ножей.

Стоит отметить! Этот метод сварочной технологии применяют в кузнецах для производства разного вида составного инструмента — топоров, плугов и других сельскохозяйственных изделий.

Но все промышленные методы сварок набирает высокую популярность. Это связано с тем, что ковка имеет ряд недостатков:

• медленное нагревание;
• слабая прочность;
• низкая производительность;
• неоднородность процессов осадки;
• ее должны проводить квалифицированные мастера.

Кузнечная сварка нержавейки, металла имеет множество важных нюансов и особенностей, от которых зависит прочность сварного соединения. Это древний метод сваривания дошел до наших дней, но при этом он не потерял популярности. Его до сих пор применяют для создания разнообразных конструкций из металлической основы.

Интересное видео

что такое флюс бура, применение, ГОСТ

Бура – это флюс, используемый при соединении металлических деталей методом пайки. Бура, которая выпускается в виде порошка, относится к категории высокотемпературных флюсов, поскольку температура ее плавления находится в интервале 700–900°. Порошок буры, характеристики которого оговариваются в соответствующем нормативном документе (ГОСТ 8429-77), хорошо растворяется в воде и при нагревании превращается в стеклянную массу, которая и обеспечивает защиту зоны пайки.

Кристаллы буры могут быть прозрачными или сероватыми, но всегда блестят характерно «жирно»

Сферы применения

Бура, представляющая собой соль, в состав которой входит слабая борная кислота и сильное основание, имеет и научное название – декагидрат тетрабората натрия. При помощи этого вещества, используемого в качестве флюса, выполняется пайка таких металлов, как сталь, чугун, медь и ее сплавы. При этом для такой пайки используются среднеплавкие припои, основу которых могут составлять медь, латунь, серебро и золото.

При расплавлении буры, что происходит при достаточно высокой температуре, поверхности соединяемых деталей очищаются, а окислы, которые на них присутствуют, растворяются в разогретом флюсе. В процессе выполнении пайки, для которой используется такой тугоплавкий флюс, как бура, соответствующая требованиям ГОСТа 8429-77, образуются соли, кристаллизирующиеся на поверхности формируемого соединения. После завершения технологической операции соляной налет необходимо удалить.

Требования ГОСТа к составу флюса на основе буры

Чтобы получить из буры борный флюс, которым можно пользоваться при пайке деталей из меди, чугуна, стали и других металлов, данное вещество необходимо смешать с борной кислотой в пропорции 1:1. Полученную смесь тщательно перетирают в фарфоровой емкости, а затем выпаривают лишнюю жидкость, чтобы получить сухой остаток, в который добавляют фтористые и хлористые соли. По такой технологии получают активные флюсы, позволяющие выполнять качественную пайку деталей из различных металлов.

Ознакомиться с требованиями ГОСТ к технической буре (тетраборат натрия) можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.

ГОСТ 8429-77 Бура. Технические условия
Скачать

Преимущества использования

Медные трубы в качестве составных элементов трубопроводов различного назначения сегодня пользуются большой популярностью. В связи с этим пайка меди твердым припоем, для выполнения которой используется такой флюс, как бура, стала достаточно распространенным технологическим процессом. Использование данного метода соединения изделий из меди позволяет не только выполнять монтаж новых трубопроводов, но и осуществлять качественный ремонт тех, которые уже эксплуатируются на протяжении определенного времени.

Бура удаляет с поверхности оксидную пленку и способствует растеканию жидкого припоя

Применение технической буры в качестве флюса при пайке меди имеет следующие преимущества.

• Качественной пайке могут подвергаться металлические детали в любом сочетании.
• Металлические изделия, которые необходимо соединить при помощи пайки, могут иметь любую начальную температуру.
• При применении буры качественные и надежные соединения можно получать даже между металлическими и неметаллическими деталями.
• Паяные соединения, полученные с использованием такого флюса, можно в любой момент распаять, если в этом возникает необходимость.
• Основной металл при выполнении пайки не плавится, как это происходит при сварке, что позволяет избежать такого нежелательного процесса, как коробление (и, соответственно, изменения геометрической формы соединяемых изделий).
• Применение буры позволяет обеспечить отличную схватываемость припоя и поверхностей соединяемых деталей.
• Техническая бура, используемая в качестве флюса, обеспечивает высокую производительность такого процесса, как капиллярная пайка.
• Полученные при использовании флюса данного типа паяные соединения отличаются высокой прочностью, надежностью и долговечностью.

Спаянные медные трубы с использованием буры в качестве флюса

Чтобы разобраться в том, какие факторы оказывают влияние на качество выполнения пайки, следует знать этапы данного технологического процесса. Алгоритм выполнения пайки выглядит следующим образом.

• Поверхности деталей, которые необходимо соединить при помощи пайки, необходимо тщательно подготовить.
• Загрязнения удаляются при помощи стандартных средств – щеток, ветоши и др. А для удаления с поверхности деталей тугоплавких окисных пленок как раз и используется такой флюс, как техническая бура.
• Поверхности изделий, подлежащих соединению, необходимо нагреть до определенной температуры, для чего применяется паяльная лампа.
• В зазор между соединяемыми деталями вводится жидкий припой, который также разогревается при помощи паяльной лампы или обычной газовой горелки.
• Взаимодействие разогретого основного металла и жидкого припоя обеспечивает получение надежного паяного соединения.
• Процесс пайки можно считать завершенным в тот момент, когда произойдет полная кристаллизация припоя.

Как выполняется пайка медных труб

Прежде чем приступить к пайке, необходимо подготовить следующие инструменты и расходные материалы:

• щетки с металлической щетиной для зачистки соединяемых поверхностей;
• приспособления и инструменты, при помощи которых соединяемые детали будут нарезаться по требуемым размерам;
• газовая горелка или паяльная лампа;
• припой, который выбирается в зависимости от того, из какого материала изготовлены соединяемые детали;
• бура, характеристики которой должны соответствовать требованиям ГОСТа 8429-77;
• кисточки, необходимые для того, чтобы наносить флюс.

• Флюс, припой и горелка – основные компоненты для пайки медных сплавов

Особое внимание следует уделить выбору газовых горелок, которые на современном рынке представлены в большом ассортименте. Такое приспособление, предназначенное для обеспечения полноценного разогрева основного металла и припоя, может быть оснащено автоматическим пьезорозжигом или изготовлено в классическом исполнении. Выбирать горелки, для розжига которых используется пьезоэлемент, стоит только в том случае, если такое устройство произведено под известной торговой маркой. В противном случае лучше приобрести обычную качественную горелку, которая обеспечит вам бесперебойную работу на протяжении длительного времени.

Зачистка места соединения перед пайкой

Сам процесс пайки с помощью буры, включая подготовительные процедуры перед его выполнением, удобнее всего рассмотреть на примере соединения двух труб, изготовленных из меди. Выполняется такой процесс в следующей последовательности.

1. Внутренние поверхности соединяемых труб тщательно зачищаются, для чего используется щека с металлической щетиной.
2. Наружную зачистку медных труб, выполняемую до образования металлического блеска их поверхностей, осуществляют при помощи наждачной шкурки.
3. После тщательной зачистки на внутренние и наружные поверхности наносится бура, для чего используется специальная щеточка.
4. Покрытые флюсом в месте будущего соединения медные трубы необходимо состыковать между собой. После этого можно приступать к пайке.
5. Перед началом процесса поверхности труб необходимо разогреть до требуемой температуры, для чего используется газовая горелка. Воздействовать пламенем на поверхности соединяемых изделий следует не менее 15–20 секунд.
6. После того как поверхности труб разогреты до требуемой температуры, в область пайки вводится припой, который расплавляется также под воздействием пламени газовой горелки. Наносить расплавленный припой на поверхности соединяемых деталей следует равномерно, чтобы обеспечить качество и надежность формируемого соединения.

Нанесение флюса на место пайки

После выполнения пайки с помощью буры следует выполнить контроль полученного соединения, для чего могут быть использованы разрушающие и неразрушающие методы. Чаще всего такой контроль выполняется при осмотре полученного соединения на предмет наличия внешних дефектов. Для выполнения такого осмотра, который позволяет выявить многие недостатки соединения, может использоваться увеличительная лупа.

Применение при ковке

Бура в качестве флюса используется и при осуществлении такой технологической операции, как ковка. При выполнении ковки, сопровождающейся значительным нагревом обрабатываемой заготовки, на поверхности последней образуется толстый слой окалины. Нередки также случаи, когда заготовка просто пережигается, что приводит к значительному ухудшению ее характеристик. Чтобы избежать этого, поверхность заготовки в процессе выполнения ковки посыпают тонким слоем буры, выступающей в роли флюса.

В заключение практический урок в формате видео по пайке меди с использованием флюса.

Сварочная сталь

Кузнечную сварку губчатого, кричного металла применяли еще в самом начале железного века, т.е. 3500 лет назад. Эта технологическая особенность нашла отражение в самом названии древнего металла — «сварочное железо». И в более поздние времена кузнечная сварка была неизменным спутником производства высококачественного металла. Суть технологии кузнечной сварки заключается в сближении очищенных от загрязнений и раскаленных поверхностей металла до расстояний, близких к межатомным. Тогда во время проковки происходит взаимопроникновение атомов, как бы «сшивающее» контактирующие куски металла.

Самой распространенной и простой является сварка сложен-ных стопкой пластин, образующих пакет. Пакет нагревают в горне и посыпают тем или иным флюсом, который сплавляется с образовавшейся на поверхности пластин окалиной и очищает от нее свариваемые поверхности. Растворяя окалину, флюс одновременно образует жидкий шлак, предохраняющий поверхность металла от дальнейшего окисления. Покрытый жидким шлаком пакет разогревают до белого каления и проковывают. Сначала выжимают жидкий шлак, а затем сильными ударами производят собственно сварку. После первой сварки пакета его расковывают на полосу и разрубают но несколько частей, которые снова складывают стопкой и производят вторую сварку. Эти действия повторяют до тех пор, пока не наберут желаемое количество слоев железа и стали в изделии.

Со времен раннего средневековья и до начала XIX в. в Европе при получении стали и железа из чугуна его пережигали в специальных печах для удаления излишнего углерода. К 18в. было разработано около 90 видов этой технологии, получившей название кричного передела. Общим для этих технологий было получение промежуточного продукта в виде пропитанной шлаками очень неоднородной крицы. В одном куске сырцового металла соседствовали участки среднеуглеродистой стали с прожилками чугуна и высокоуглеродистой стали.

Для производства качественного металла требовалось удалить шлаки и выровнять состав, что и достигалось неоднократными проковками и сварками сырцовой стали. Товарная продукция получила в Европе название рафинированной стали. В статье «Краткое описание Златоустовской оружейной фабрики», опубликованной в «Горном журнале» в 1846 г. и принадлежащей, как полагают, перу П.П.Аносова, дано описание совершенного способа производства узорчатой «сварочной» стали.

Работа по этому способу начинается с очищения чугуна от примесей — в первую очередь от кремния. Очищенный переплавлением чугун отбеливали путем резкого охлаждения, а затем пережигали в кричном горне для удаления излишнего углерода. В горн сначала засыпали 15 кг железных обсечек и, когда они по мере сгорания угля опускались на дно, постепенно загружали до 100 кг чугуна. После выжигания некоторого количества углерода крицу сырцовой стали извлекали и проковывали в бруски.

Считалось, что получаемая, еще весьма высокоуглеродистая сырцовая сталь не годилась для выковки оружия, поскольку «…она местами или слишком груба, или слишком мягка. Притом же и не довольно чиста во внутренности, почему она должна быть улучшена.» Для улучшения брусковую сталь проковывали в ленты, затем закаливали и по излому разделяли на четыре сорта: твердую, среднюю, мягкую и негодную. Из 20-и листов первых трех сортов металла составляли пакеты, которые после первой сварки еще дважды разрубали пополам и сваривали, после чего расковывали на полосы. Такая 80-слойная сталь называлась «односварочною» и считалось годной не для оружия, а лишь для напильников и другого грубого инструмента.

Клинковую «двухвыварную» сталь получали своркой пакета еще раз отсортированных 20 лент «односварочной» стали с последующим окончательным удвоением и расковкой в бруски. Таким образом, златоустовская клинковая «сварочная сталь» состояла из 3200 слоев сырцовой стали, в свою очередь образованной сплавленной смесью частиц высоко -среднеи малоуглеродистой составляющих. 

Откованные клинки закаливали в чистой ключевой воде и подвергали отпуску до синего цвета побежалости. Иностранных специалистов приводила в изумление проверка готового оружия на упругость, при которой зажатый в тиски златоустовский клинок 20 раз сгибали в полдуги в обе стороны без всякого вреда. Достижение совершенства в рафинировании стали составляло «…одно из главнейших попечении местного начальства, поскольку от доброты оружия нередко зависит жизнь воина.»

Эта зависимость действует повсеместно, поэтому не приходится очень удивляться, что невероятно прославляемые сегодня японские мечи изготавливали из сварочного металла, неотличимо схожего со златоустовским. Оружейники далеких островов до 10 — 15 раз расковывали вдвое и проваривали заготовку из сырцовой стали «тамахагане», пока металл не достигал требуемой степени однородности. Так же, как и в Европе, дальневосточные мастера-оружейники считали, что неоднородная и сверхвысокоуглеродистая сырцовая сталь непригодна для непосредственного применения в лезвии меча. В этом есть немалый смысл, поскольку при превышении уровня в 0,8 % углерода твердость стали после закалки почти не повышается, а хрупкость значительно возрастает. Значит, для получения стойкого лезвия требуется выровнять состав и удалить из стали излишний углерод, т.е. подвергнуть сталь «рафинированию». В Японии это дости-галось выжиганием углерода непосредственно из каждой заготовки клинка при неоднократных сварках и проковках.

Устройство и оборудование японской кузницы

Японская кузница должна быть правильно размещена! Без надлежащего выполнения этого условия рассчитывать на высокое качество клинков не приходится.

Дело в первую очередь в том, что при выборе места надо учитывать его микроклимат. На вершине горы или в сухой местности водяного пара, играющего роль активного разуглероживающего фактора, очень мало, и клинки, сделанные там, получаются жесткими. С другой стороны, у подножия горы, где регулярно скапливается утренний туман, а также во влажной местности клинки получаются излишне мягкими. Учитывая это обстоятельство, кузнецы издревле строили свои мастерские на середине горных склонов. Учитывалось также присутствие грунтовых вод, опять-таки способствующих общему повышению влажности. Кузнец конца XVIII — начала XIX в. Хории Тосихидэ в книге «Бидзэн-дэн» писал: «Способы, ковки мечей в сухой местности не годятся для местности болотистой. Различаются даже способы, используемые на участках местности с повышенной сухостью и с повышенной влажностью, а способы, применяемые на вершине горы, не подходят для середины склона и, тем более, для подножия этой горы».

Кроме этого японская кузница должна находиться в месте, максимально укрытом от непогоды, от пронизывающих ветров, но не застойном. Иначе или зимой окоченеешь от холода, или летом обессилеешь от жары. Техническая цивилизация решила все эти проблемы, но подобно тому, как отличаются яйца с птицефабрики от яиц из личных крестьянских хозяйств, так и клинкам, созданным в комфортных современных условиях, зачастую, особенно при отсутствии одаренности у кузнеца, не хватает особой мистической притягательности, выражающей искания, кровь, пот и слезы их создателей. Впрочем, каждый волен иметь свое мнение на этот счет, однако мир японских кузнецов в ультрасовременной Японии остается очень консервативным. Если к сказанному добавить, что кузница должна быть особым образом ориентирована по сторонам света, чему традиционная наука толкового объяснения, конечно же, не дает, то без религиозного отношения к созданию клинка меча нам уже не обойтись.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ КОВКИ ЯПОНСКИХ МЕЧЕЙ

Многие могут подумать, что самое сложное в изготовлении меча – это ковка его формы, однако, на самом деле, основная и наиболее трудоемкая часть всего процесса – подготовка материала. Подготовка к работе начинается с того, что кузнец колет уголь. Традиционно используется сосновый (древесный) уголь, но в последнее время зачастую его заменяют на каменноугольный кокс. Сталь для японского меча получают из сатэцу – чёрного пескообразного  магнетита Fe₃O₄. Для выплавки высокоуглеродистой стали тамахаганэ песок сатэцу сплавляют с углём в печи татара. Продукт эрозии естественных залежей железной руды сатэцу часто находится в или рядом с руслами рек, смешанный с илом и другими отложениями. Железо в этой песчаной смеси составляет только около 1 процента.

В Японии существует только одна действующая печь татара – она находится в префектуре Симанэ. Самая высокая температура в татара может достигать 1200—1500° С. После капитуляции Японии и окончания Второй мировой войны производство мечей в стране было запрещено, а все имевшиеся у населения клинки, по приказу оккупационных властей, подлежали изъятию.

Изготовление мечей по классической технологии в качестве произведения искусства было возобновлено только после снятия этого запрета. В 1977 году печь татара была восстановлена по древнему образцу. Сейчас она работает всего два месяца в году. Из 13 тонн сатэцу в ней получают всего 1 тонну стали тамахаганэ.

Все 300 лицензированных кузнецов, действующих в Японии, пользуются исключительно сталью, выплавленной в этой печи.

Сталь тамахаганэ отличается от заграничной железной руды тем, что практически не имеет примесей, поэтому именно она используется для создания японского меча. Кузнец отсортировывает куски стали в зависимости от содержания в них угля.

Потом он переходит к этапу тамацубуси – накаляет сталь тамахаганэ и отбивает в пласты, а затем дробит их на мелкие куски. Чтобы разбить раскаленный металл на куски, его предварительно опускают в воду. Кузнец смотрит на разрез каждого куска и сортирует на качественный и некачественный металл.

У качественного металла частицы, видимые в разрезе, очень мелкие, поэтому он обладает хорошей цепкостью. У плохого же они, наоборот, крупные, что делает его очень ломким. Затем отобранные осколки складывают друг на друга на железный лист как мозаику, стараясь оставлять как можно меньше просветов, оборачивают лист рисовой бумагой и завязывают.

После этого его обливают со всех сторон смесью из соломенной золы и жидкой глины и потом снова раскаляют. Этот материал и становится основой меча. При достижении необходимой температуры раскалённый брусок помещают на наковальню, и его начинают отбивать ученики мастера или автоматический молот.

В результате брусок вытягивается и сужается, а края остаются ровными, прямоугольными. Затем его вновь помещают в печь. Далее блок разрезают стамеской пополам, ровно загибают и снова отбивают. Каждое такое «складывание» сопровождается обливанием глиной и обсыпанием золой. Таким образом, блок складывают от пяти до двадцати раз. В результате получается поверхность дзиганэ (поверхностная сталь). Весь этот процесс носит название орикаэси-танрэн.

Постепенно из бруска выстукивается нужная форма и длина меча. После этого кузнец удар за ударом придаёт форму острию, ребру и хвостовику клинка. Последний этап (якиирэ) – самый ответственный: это закалка лезвия. От исхода этого этапа зависит конечный результат. Этот момент считается священным, поэтому перед его началом кузнец произносит молитву у специального алтаря.

Предварительно на поверхность меча наносится раствор из глины, песка и порошка древесного угля. Таким образом достигается твёрдость лезвия. Этот этап проводится в полной темноте. Кузнец определяет температуру нагрева на глаз, по цвету раскалённого металла, наблюдая за цветом раскалённого хвостовика. Если клинок не довести до необходимой температуры или же передержать, такое изделие не будет качественным. Когда достигается необходимый цвет, раскалённый меч резко опускают в воду. Клинок получается твёрдым, острым и не ломким. При закалке происходит изгибание меча, связанное с усадкой обуха. Поэтому кузнецу с самого начала необходимо предусмотреть этот момент и выбить клинок так, чтобы не поломать и не искривить лезвие. В самом конце мастер полирует меч прямо в кузнице, чтобы посмотреть на линию закалки – хамон.

После этого он отдаёт меч профессиональному полировщику для заточки лезвия и окончательной шлифовки. Полировка – это отдельный вид искусства в традиции изготовления японского меча, которым занимается отдельный мастер-полировщик. Меч шлифуют семью или восемью различными полировочными камнями, держа его при помощи специальных тряпочек. Способы полировки тела клинка и его лезвия отличаются. Тело полируют до сине-чёрного цвета, а лезвие – до белого.

Мастер-полировщик не только полирует меч, но и затачивает лезвие. После наступает второй этап шлифовки, когда меч зафиксирован и в этом состоянии натирается камнем. Мастер зажимает полировочный камень большим пальцем и вручную доводит им до блеска тело клинка. В результате этого на мече выявляется узор от закалки. Мастер наносит на клинок масло со специальной пудрой и втирает его ватой, что защищает меч от коррозии и придаёт окончательный блеск. Затем масло снимается с линии хамон.

После этого берётся специальный камень, при помощи которого лезвию окончательно придают остроту. Этот камень промазывают лаком дерева уруси, а сверху приклеивают рисовую бумагу, чтобы камень не сломался, потому что он очень хрупкий и легко разваливается в руках. Мастер аккуратно проходится им по мечу, чтобы показать всю красоту созданного клинка.

Самый последний этап – это изготовление ножен сая и выполнение гравировки мэй, служащей подписью мастера.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ КОВКИ ЯПОНСКИХ МЕЧЕЙ

Японские меха фукисаси фуйго [меха, бьющие струей, дующие дважды] — это деревянный ящик с двумя сообщающимися камерами: большой и малой. В большой камере двигается управляемый рукой деревянный поршень с сальником из шкуры енота, в малую камеру из большой через один из двух клапанов нагнетается воздух. Давление воздуха в малой камере повышенное, что позволяет точно дозировать количество воздуха в каждый ответственный момент работы.

Воздух нагнетается при движениях поршня в обоих направлениях, что удобно и экономит силы — КПД данного устройства весьма высокий, особенно в сравнении с традиционными европейскими мехами.

В наружной стенке малой камеры имеется отверстие со вставленной трубкой, по которой воздух нагнетается в горн. Традиционно эта трубка сделана из дерева павлонии, но на ее конец насажена трубка из железного или медного листа, направленная в горн под углом вниз.

Меха устанавливают с особым старанием. Сперва заливают бетонное основание, поверх него настилают доски толщиной 20-25 мм и только после этого сверху ставят меха. Некоторые кузнецы спереди и сзади подпирают ящик грузами по 7-10 кг, а сверху также накладывают груз — очень важно, чтобы ящик не сдвигался при работе, так как нагнетательная трубка вмурована в стенку горна. Вмуровывается она таким образом, чтобы дутье направлялось на противоположную стенку горна и немного в сторону места кузнеца. Край нагнетательной трубки должен быть ниже основания мехов примерно на 12 см. Чтобы предотвратить сгорание самой трубки, стенки горна, окружающие ее, утолщают.

Для изготовления горна используется самая высококачественная огнеупорная глина. После того как горн сделан, его просушивают: накладывают 1-1,5 кг порошка древесного угля до уровня 3-6 см ниже фурмы и разводят огонь. Размеры горна и его форма очень важны, но детали в книге не передать. Это сродни настройке музыкального инструмента — многое делается согласно опыту, таланту и интуиции.

Между горном и мехами возводится кирпичная стенка, предохраняющая деревянный ящик мехов от сильного жара, исходящего от горна.

Самая незамысловатая деталь в японской кузнице — это наковальня, представляющая собой стальной параллелепипед длиной 75 см, вкопанный в землю на глубину 45 см. Торец 13 х 25 см, находящийся на высоте 30 см над уровнем пола, является рабочей поверхностью.

У кузнеца имеется несколько молотков и щипцов разных размеров, которые он охлаждает в небольшой ванне с водой, стоящей возле его рабочего места. В процессе работы кузнец пользуется туго стянутым пучком соломы, счищая им окалину с раскаленной заготовки.

Кузнец сидит на низком стульчике или на циновке, а молотобойцы стоят лицом к нему с противоположной стороны от наковальни. Чтобы при ударах им не приходилось низко наклоняться, молоты выполнены в форме цилиндров со смещенным к нерабочему концу отверстием под длинную деревянную рукоять.

Молотобойцы играют важную роль в работе кузнеца. Их обычно трое. Основного называют «голова», остальных — «старший брат» и «младший брат». Работа у них ответственная— бить в определенное место с нужной силой в нужном темпе и нужным образом. Все четверо работают как единое целое. Поэтому для молотобойцев важен опыт. Недаром кузнец Хории Тосихидэ много лет потратил на бесплодные поиски хороших молотобойцев в надежде выковать первоклассный клинок. В наше время пневматический молот, заменивший молотобойцев, является самым радикальным и чуть ли не единственным вторжением цивилизации в японскую кузницу.

При описании инструментов японского кузнеца мечей можно упомянуть и необычный инструмент, сделанный из камня. В средние века при ковке в присутствии высокопоставленных особ молотобойцы работали каменными молотами. В XVII в. для этих целей применялся камень, выкапываемый из небольшого холма Ёко недалеко от селения Осафунэ в провинции Бидзэн. Это камень в форме желудя, очень твердый и крупнозернистый, размером со страусиное яйцо. В его вершине высверливали отверстие для рукояти, которую туго притягивали лианами глицинии.

ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ

Недооценивать роль угля в изготовлении высококачественного клинка безрассудно! Существует выраженная зависимость свойств изготавливаемой стали от твердости используемого древесного угля. Разобраться в этом можно, лишь накопив основательный опыт. Имеется много секретов в методике получения угля (почти всегда соснового, реже каштанового), для того чтобы продукт получился определенной твердости.

Хории Тосихидэ в книге «Бидзэн-дэн» писал: «...уже шестым чувством понимаешь, какой твердости и размеров требуется уголь для получения нужной стали, едва взглянув на излом [используемой стали] или услышав [ее] звон при одном-двух ударах молота… если не разбираться в этой зависимости [угля и стали] досконально, то получить нужную сталь невозможно». Величина кусков используемого древесного угля — другой важный момент в его применении. Уголь измельчают ножом и даже нарезают ножницами (!), обследуя каждый кусочек на ощупь и сортируя их по твердости и плотности. Куски размером с грецкий орех и немного крупнее (2-3 см) используют для ковки, а более мелкие фракции (1-1,5 см) — для закалки. Угольный порошок применяют для розжига горна, для переплавки железа (оросизации, см. ниже), и как составной элемент закалочных паст.

Огонь в горне разводят следующим образом. Сперва активно плющат на наковальне конец железного бруса, доводя его до толщины тонкой фольги. К этому моменту количество выделяемой в нем энергии в виде тепла таково, что поднесенная к нему сухая щепка или лист бумаги мгновенно вспыхивают. Остается разжечь при помощи дутья угольный порошок, и можно приступать к работе.

ИЛ СО ДНА ВОДОЕМОВ

Без флюса немыслима операция сплавления или кузнечной сварки (цуми-вакаси). Флюс способствует качественному свариванию стали, препятствует обезуглероживанию поверхности раскаленной стали, более того, ее сгоранию, но после себя флюс должен оставить минимум шлаков.

Здесь все важно! Без кузнечной сварки клинок не сделать, но крупные частицы шлака, спрятавшиеся в его теле, будут источниками напряжения, вызывающего появление трещин; обезуглероженную сталь нельзя надлежащим образом закалить, и клинок не будет соответствовать своему назначению. Поэтому серьезные кузнецы во всем мире находятся в постоянном поиске высокоэффективных и «безобидных» в химическом отношении флюсов. Здесь каждый старается найти лучшее средство и почти всегда хранит его в тайне. Качественный флюс — залог успеха!

Японские кузнецы используют в роли флюса ил (доро) со дна водоемов. Это не какая-то болотная грязь, а благородный и нужный материал. Требования к нему строгие, и секретов при его выборе и обработке великое множество. В качестве доступного примера может служить способ древнего Бидзэн: берут надлежащей плотности ил, выбранный согласно опыту, высушивают, мелко перемалывают, просеивают через шелковую ткань и смешивают в пропорции 1:1 с таким же образом просеянным порошком древесного угля. Некоторые кузнецы добавляют буру.

ПЕПЕЛ РИСОВОЙ СОЛОМЫ

Этот пепел (варабаи) — еще один флюс, используемый в Японии. Вещь также не простая. Солома годится не любая, а только рисовая, причем только трех сортов: рис клейкий, рис заливных полей и рис суходольный (японские названия — мотигомэ, суйто, окабо). Лучше всего использовать солому клейкого риса, более других содержащего кремниевую кислоту, необходимую для кузнечной сварки, а хуже всего — суходольного риса.

В принципе в роли флюса можно использовать упомянутый выше ил, но некоторые сорта железа, «рыхлые» и «неочищенные», силом не хотят «уживаться». В этом случае пепел соломы очень кстати, так как он — субстанция мягкая и липкая. Прилипая к железу, он помогает илу удерживаться там и не отпадать.

В процессе ковки кузнец постоянно пользуется пучком полусырой рисовой соломы, счищая им окалину с раскаленной добела заготовки. Для предотвращения выгорания углерода заготовку постоянно посыпают пеплом рисовой соломы.

Возможны и другие виды флюса. «Обычно используют только доро и варабаи, но вот Кадзияма Ясутоку из Кудан еще посыпает бурой. А некоторые в процессе цуми-вакаси бросают в топку соль», — Курихара Хикосабуро в книге «Кузнечные школы и их секреты мастерства».

Для чего нужен флюс? | Когда использовать Flux

Использовать флюс или нет? Настоящий вопрос в том, понимаете ли вы, для чего нужен флюс?

Кузнечный флюс используется для снижения температуры, при которой элементы поверхности (окалина, загрязнения и т. Д.) Становятся жидкими на поверхности металла. Он защищает поверхность от эрозии в результате воздействия на металл струи воздуха или газа. Поэтому, если вы не используете флюс, вы должны повысить температуру настолько, чтобы элементы на поверхности стали текучими.

Чтобы раскрыть тайну кузнечной сварки, вы должны понимать, что флюс может и не требоваться, но в большинстве случаев он упрощает задачу. Что важно понимать, так это разные вещи, которые входят в уравнение того, когда использовать поток. Например:

У него есть возможность достичь температуры сварки или почти нет? Многие газовые кузницы, особенно без аспирации (нагнетаемого воздуха), предназначены только для достижения температуры ковки, а не для повышения температуры сварки.Для сварки в газовых кузницах тепло должно циркулировать вокруг, иначе все, на что оно опирается, будет поглощать тепло.

Здесь может быть много вещей, которые могут вызвать проблемы при кузнечной сварке, но чаще всего это уголь. В предыдущем блоге много информации об угле, но многие используют уголь, который не может нагреться до температуры, необходимой для хорошего прочного кузнечного шва. Единственный способ узнать наверняка — это протестировать.

Была ли температура сварки на всем протяжении или только на поверхности?

• Флюс водный или безводный

Мы охлаждаем металл водой.Так что, если ваш флюс водный (содержит воду), он, вероятно, охлаждает ваш металл. Флюс также имеет тенденцию слипаться во влажном состоянии, что не позволяет ему просачиваться в щели, которые мы пытаемся сварить.

Есть много типов флюсов, и у каждого есть своя хитрость в том, как их применять. Найдите тот, который вам нравится, но попробуйте и новые, чтобы убедиться, что вы по-прежнему используете тот, который вам больше всего подходит.

Вы пробовали что-нибудь из этого:

Кремнеземный песок, гнездо для грязевых мазков, защита от плотвы или борная кислота, Depot Flux или безводная бура, ezweld, кузнечная бура, железный горный флюс, серповидный шов и многое, многое другое.

типов флюсов? — Флюсы, используемые в кузнечном деле

Флюсы

служат нескольким целям в кузнечной сварке: например, они помогают очищать поверхности от оксидов, способствуют удалению накипи, препятствуют образованию новых оксидов, некоторые из них содержат мелкодисперсную сталь, что облегчает прилипание сварного шва.

Существуют типы флюсов, которые специализируются только на части этих функций, а также другие смешанные флюсы.

Типичный флюс старого типа, который использовался для настоящего кованого железа — материал — был таким, как чистый кварцевый песок, поскольку настоящее кованое железо довольно самофлюсуется, простой барьерный флюс, работающий при очень высоких температурах, был прекрасен (шлифованное стекло был другим, как и пепел из древесной или рисовой соломы или даже глина — раньше использовались гнезда ос, которых в США называли грязевой мазью!) помощь.

Высокоуглеродистые стали и современные стали необходимо сваривать при более низких температурах, поэтому для них были разработаны различные флюсы. Часто на основе буры с добавками, чтобы помочь — или просто. Здесь, в США, есть добавка для стиральных машин «20 Mule Team Borax», которая представляет собой прямую бура и используется очень часто.

Если вы не можете найти такую ​​бура, то «Безводная бура», в которой отсутствуют некоторые из десяти или более молекул воды, прикрепленных к ней, очень популярна — ее можно найти у поставщиков глиняной глазури для керамики или у химических дилеров.Некоторым он нравится больше, чем простая бура, которая имеет тенденцию вспениваться, как попкорн, когда вода уходит. Безводная бура этого не делает.

В случае высоколегированных сталей большая проблема связана с оксидами таких веществ, как хром, поэтому для их устранения используются более агрессивные смеси. Следующим шагом, вероятно, будет просто добавление борной кислоты к вашей буре от 1 до 4 до 1: 1. Здесь, в США, вы можете купить почти чистую борную кислоту, которая продается как средство от тараканов и средство защиты, Roach-Pruf, очень дешево по сравнению с ее покупкой. медицинский сорт в аптеке!

При еще более высоком уровне хрома — как нержавеющая сталь некоторые люди переходят на гораздо более реактивные флюсы, которые к тому же НАМНОГО ЯВЛЯЮТСЯ БОЛЕЕ ТОКСИЧНЫМИ — НЕ ДЫХАТЬ ДЫМА! Это сделано путем добавления плавикового шпата, фторида кальция во флюсовую смесь.Если фтор вас не пугает, * пожалуйста * займитесь вязанием, а не кузнечным делом!

Возможно, лучший способ пойти — сварить такие сплавы в «коробке», кусок квадратной трубы с приваренным одним концом и отшлифованными чистыми частями, плотно сложенными в него, затем к нему добавляется капля масла, чтобы удалить все кислород в нем, а другой конец приварен * почти * воздухонепроницаем — оставлено сливное отверстие для выхода атмосферы при нагревании. Затем доведите его до температуры сварки и сварите как обычно.Обычно после этого гильзу нужно стачивать, но так можно получить действительно очень хорошие заготовки!

Как ковать сварной шов: пошаговое руководство

Знаете ли вы, что кузнечная сварка — одна из важнейших основ кузнечного дела? Теперь ты знаешь! Это один из тех процессов и техник, которые вам необходимо изучить, если вы хотите начать работу в качестве потенциального или профессионального кузнеца.

Кузнецам необходимо ознакомиться с несколькими процессами и техниками.Помимо того факта, что эти методы важны во многих процессах кузнечного дела, они также имеют решающее значение для минимизации потерь ресурсов.

Обучение ковке сварочной стали и других материалов, безусловно, повысит вашу ценность как кузнеца!

Кузнечная сварка (FOW) может быть непростым навыком для освоения, но это важная кузнечная техника, и после изучения она становится бесценной. Сварке кузнечным способом научиться не так сложно; и исполнение не сложное.

Сварка стара, как само кузнечное дело. Сварка важна для соединения небольших металлических деталей друг с другом в более крупную деталь. Поэтому кузнецы должны создать способ соединения отдельного куска металла для создания большего или более длинного.

Это требует только отличной координации глаз и рук, а также скорости, скрупулезности и большого количества практики. Точно так же вам необходимо знать температуру сварки используемого вами материала.Кроме того, режим сварки будет зависеть от размера и железа, которое вы пытаетесь создать.

Кузнецам рекомендуется заниматься кузнечной сваркой в ​​свободное время, во многом как тренироваться, а затем, когда у вас будет значительная работа, постоянная практика окупится. Непрерывная практика повысит ваш опыт, скорость и аккуратность в вашей работе.

Таким образом, FOW — это процесс сварки, используемый для соединения двух металлических частей вместе. Этот процесс осуществляется путем нагрева металлов до высокой температуры, а затем их сколачивания.Он также позволяет легко ковать сварную сталь.

Процесс кузнечной сварки — это оригинальный метод соединения металлов, поскольку он позволяет соединять как одинаковые, так и разные металлы. Гораздо проще научиться ковать сварной шов индивидуально, но с хорошей практикой эта статья может помочь вам стать в этом мастером. Просто внимательно следуйте советам по кузнечной сварке.

Как ковать Сварку как профессионал

Кузнечная сварка (FOW) — важный навык, особенно для кузнецов.Поскольку этот процесс особенно сложен, кузнецам и сварщикам рекомендуется заниматься ковкой в ​​свободное время. При регулярной практике они могут в конечном итоге усовершенствовать свое ремесло. В этой статье мы перечислим пошаговое руководство по , как ковать сварной шов .

Что такое кузнечная сварка?

Кузнечная сварка — это процесс соединения двух металлических частей вместе. Похоже на любой другой сварочный процесс, не так ли? Но это не так. В кузнечной сварке вы даже можете соединить два разных куска металла, нагревая их, а затем заставляя их стать одним целым.Используя правильную технику, высокую температуру и давление, вы можете выковать практически любые два металла в один.

Руководство по кузнечной сварке

В FOW сварщик или кузнец сначала нагревает металл, а затем вбивает его в один. Некоторые даже используют прессы, чтобы оказать достаточное давление, чтобы соединить две части. Чтобы получить правильный сварной шов, вам необходимо следовать правильной пошаговой процедуре.

Нагреть металлы

Каждый металл имеет разную температуру плавления. Количество тепла, которое требуется каждой детали, зависит от типа металла и его свойств.Есть несколько различных марок стали, и они классифицируются в соответствии с их химической структурой.

В зависимости от химического состава требуемая температура нагрева для каждой категории стали различается. Некоторые черные металлы, такие как алюминий, имеют очень низкую температуру нагрева. Их можно легко слепить даже на мягком огне.

Остерегайтесь желтоватого цвета при нагревании металлов. Если продолжать повышать температуру даже после этого, металл начнет окисляться.Как только это произойдет, исправить это уже невозможно, и вам придется заменить разрушенный кусок новым материалом.

Убедитесь, что вы сначала доводите металл до хорошего оранжевого огня, чтобы не испортить его с первой попытки.

Спринклерный флюс

Как только вы достанете металл из огня, сбрызните его флюсом. Он служит низкотемпературной защитой от атмосферного загрязнения. Если кислород из окружающей среды контактирует с горячей сталью, он может образовывать накипи на поверхности и вызывать пористые сварные швы.Чешуя также препятствует сварке металла.

Borax 20 Mule — самый доступный вариант. Он достаточно хорошо работает с большинством металлов, а также является одной из относительно более дешевых альтернатив на рынке. Borax лучше всего подходит для всех новичков или любителей. Другие варианты включают Easy Weld и Anhydrous Borax. Оба они также относительно хорошо служат цели.

Если вы хотите сваривать без использования флюса, вам может потребоваться бескислородная горелка или вы обладаете необходимыми навыками и опытом.

Снова в огне

После флюсования металлов снова осторожно поместите их в огонь. Следите за тем, чтобы нагретые металлы не контактировали с прямой струей воздуха. Если это произойдет, некоторое количество кислорода может проникнуть через защитный слой, что может привести к образованию накипи.

Подождите, пока заготовка приобретет лимонно-желтый цвет. Вы не сможете правильно определить цвет металла, если не посмотрите на огонь в очках из дидима. Они обеспечивают защиту от известково-желтого цвета и от излучения, испускаемого во время процесса сварки.

Металл при идеальной температуре кажется мерцающим и почти скользким. Невооруженным глазом вы не сможете определить подходящую температуру, поэтому обязательно наденьте очки. Если вы в конечном итоге перегреете заготовку, металлы окислятся, и вам придется начинать заново.

Снять и закрепить

Следующим шагом является снятие металлических стыков с огня и закрепление их куском металлической проволоки. В результате образуется основной сварной шов.Вначале металл будет слишком горячим, чтобы его можно было ковать. Любая попытка придать ему форму может оказаться катастрофической, и вам, возможно, придется повторить весь процесс.

Пусть две части соединятся ненадолго. Это позволит металлу немного остыть. Если у вас есть основание, с которым можно работать, вы можете довести до идеального давления в стыке.

Молот до совершенства

Для завершения процесса ковки можно использовать силовой или гидравлический молот. Вот где пригодятся знания и опыт.Давление, которое вы оказываете, должно быть правильным. Убедитесь, что вы не используете чрезмерную прочность, так как это может привести к смещению сварных швов.

Вам нужно приложить достаточно давления, чтобы заставить их сосуществовать как одно целое. Каждая заготовка требует разного напряжения. Толщина металла и его химическая структура определяют необходимое количество прочности.

Более толстые металлические листы требуют большей прочности по сравнению с более тонкими слоями. Удары молотка должны быть твердыми и устойчивыми.Если у вас есть надлежащее руководство и понимание процесса, ковка становится проще простого.

Если вы внимательно следуете шагам, упомянутым выше, у вас должен быть прочный сварной шов в кратчайшие сроки.

Основное защитное снаряжение

Кузнецы имеют дело с открытым огнем и молотками. Поэтому безопасность должна иметь для них первостепенное значение. Во избежание травм и ожогов во время процесса у них должно быть следующее защитное снаряжение:

• Огнестойкий комбинезон — исключает возгорание одежды сварщика.Как кузнец или кузнец, вы будете постоянно подвергаться воздействию высоких температур. Вы будете близки к открытому огню, которое не всегда стабильно. Не подходите к кузнице, если на вас нет огнестойкой одежды.
• Очки из дидима — без надлежащих очков вы не сможете определить, когда материал достиг желаемой температуры. Поскольку кузнецы не используют термометры или внешние устройства для измерения температуры, они должны носить соответствующие очки. Без них они не смогут видеть сквозь пламя, а металл может окислиться.
• Защитные ботинки — При сварке вы имеете дело с очень тяжелыми деталями. Помимо веса, вам также нужно обезопасить себя от ожогов. Расплавленный металл или горячие куски металла могут упасть вам на ноги во время процесса. Особенно, когда вы начинаете забивать материал в стык, убедитесь, что у вас есть соответствующая защитная обувь, чтобы в случае аварии ваши ноги были хорошо защищены от горячих и тяжелых предметов.
• Беруши — при кузнечной сварке вам нужно сгибать детали в одну, что может быть шумным процессом.Для защиты ушей всегда должны быть под рукой беруши. В противном случае вы можете навсегда повредить барабанную перепонку.
• Перчатки — многие сварщики кузнечного дела не используют перчатки при сварке, поскольку считают, что это мешает процессу. Тем не менее, мы рекомендуем всегда носить их при выполнении любых сварочных работ, поскольку во всех сварочных процедурах используется высокая температура.

Для кузнечной сварки вы должны поместить металл в огонь, удалить его и заменить пару раз.Вы имеете дело с почти расплавленным металлом, и вам нужно защитить свои руки. Простое использование тряпки не обеспечит идеального уровня защиты.

Если вы будете внимательно следить за инструкциями, указанными выше, и будете иметь при себе все средства индивидуальной защиты, вы сможете стать профессиональным сварщиком в кратчайшие сроки. Все, что вам нужно, — это немного практики и знания металлов, с которыми вы работаете.

Связанные вопросы

Можно ли сваривать алюминий кузнечной сваркой?

Алюминий можно сваривать на медленном огне.Большинство алюминиевых сплавов податливы для ковки при температуре около 700-900 градусов по Фаренгейту. Поскольку это более мягкие металлы, для придания им формы требуется всего около 5-7 фунтов на квадратный дюйм (PSI).

Кованый алюминий идеально подходит для применений, где для повышения эффективности требуется более легкий материал.

Что лучше — литая или кованая сталь?

Кованая сталь прочнее чугуна или листовой стали. В кованой стали поток зерен материала изменяется, и он приспосабливается к форме, частью которой он становится.Эта процедура позволяет материалу выдерживать удары лучше, чем стальное литье.

Какая средняя температура используется при ковке стали?

Кузнечная сварка требует значительного нагрева. Для разных металлов требуются разные температуры. Для стали понадобится 1150 градусов Цельсия. Для всех других типов сплавов нужно нагреть материал до 360-520 градусов Цельсия.

Повышает ли кузнечная сварка прочность?

Да, ковка включает нагрев и изменение формы материала.Высокая температура в сочетании с давлением значительно увеличивает прочность материала. После ковки сталь принимает новую форму, а деформированная структура частиц существенно увеличивает прочность.

Подобные сообщения:

Комментарии на флюсы для кузнечной сварки и сварочные от Группа новостей alt.crafts.blacksmithing: ===== Рекомендуемый флюс для мягкой стали — чистый песок и бура. смешанный 4 части песка и 1 часть буры .. Обычная бура содержит воду, при нагревании пузырится и при охлаждении он становится бурым стеклом.Измельчите это и смешайте 4 части этого на 1 часть нашатырного спирта (хлористого аммония). Этот микс хорош для углеродистые стали .. Флюс из высокоуглеродистой стали — это 50% безводной буры, 25% борной кислоты и 25% кварцевый песок. Где мне взять это ?? Дайте пальцам погулять .. Позвоните в химический магазин дома .. СЛЕДУЮЩИЙ… Растворы для травления … 50% соляной кислоты и 50% воды (ТЩАТЕЛЬНО СМЕШАЙТЕ !!) выберите один из следующих 1/2 пинты серной кислоты на 1 галлон воды 6 унций серной кислоты, 150 унций безводного сульфата железа (III) на 1 галлон воды От 1/2 до 1 пинты фосфорной кислоты на 1 галлон воды 8 унций серной кислоты, 10 унций соляной кислоты на 1 галлон воды Раствор фосфорной кислоты можно приобрести в магазине автозапчастей.Просить для чего-то, что маляры используют под названием «подготовка металла». счищает ржавчину автозапчасти перед грунтовкой. ТАКЖЕ НЕ оставляет химических остатков, таких как остальные — под покраску .. В моей книге говорилось о синеве и других подобных покрытиях и упомянутый справочник по металлической отделке, а другой — черный Оксидное покрытие черных металлов — оба из них наносятся Министерство обороны (обе, вероятно, старые книги) Голубые решения: ::: также ГОВОРИТЬ С ОРУЖИЕМ !!! Воронение — это контролируемая ОЧЕНЬ БЫСТРАЯ ржавчина.. ЕСТЬ КОРИЧНЕВЫЙ техника тоже, но я не могу найти информацию в имеющихся у меня книгах .. №1. Тиосульфат натрия — 3 унции, ацетат свинца — 20 унций, 1 галлон воды. №2. 2 унции хлорида железа 2 унции нитрата ртути (интересно, есть ли это вообще еще ???) 2 унции соляной кислоты 8 унций спирта 8 унций воды использовать при комнатной температуре. очистите кусок, замочите его на 20 минут и дайте постоять на ночь, снова замочить на 20 минут. Варить в чистой воде в течение часа.Сухой. натереть маслом. №3. В 1 галлон воды добавьте 4 унции фосфорной кислоты и 1 1/4 унции мягкого железа. документы. Прокипятите кусок в течение 1/2 часа, затем просушите и смажьте маслом или воском. Радоваться, веселиться.. ==== > > Я на днях ходил в магазин купить буры … Если я помню, то > старые 20 мулов упряжка буры просто так называли, и черным по белому > коробка. (вероятно, с лицом Рональда Ригана). Во всем магазине > Было 20 мулов упряжных буры и кондиционера в зеленом ящике.Кто-нибудь > Знаю, если это все та же фигня, просто на рынке другая. … отрезать … Я понимаю, что это одно и то же, но только не надушенный типа — якобы может сильно заболеть. ===== Прочтите этикетку с содержимым. Если написано, что чистая бура — ваш дом бесплатно. Моя коробка буры зеленый, с белым фоном спереди и изображением маленького мальчика в западной одежде с кнутом и упряжкой мулов позади него в пустыне.Там написано: «Дезодорант, усилитель моющих средств, кондиционер для воды и средство для пятен». Съемник », но на коробке не написано« сварочный флюс »…. ухмылка. чистый материал и очень хорошо работает для меня. ====== Я использовал стандартную буру для стирки, о которой вы говорите. Единственная проблема с этим материалом состоит в том, что он имеет довольно высокое содержание воды … это снижает его эффективность в качестве флюса (из-за пара). если ты можно найти безводную буру, это лучше.Или вы можете испечь некоторые стирку буры в жестяной банке в духовке и сделать самостоятельно. Я также люблю класть несколько железных опилок (со стола точильщика) в флюс … кажется, дает мне лучший сварной шов. Если вы начнете исследовать рецепты сварочных флюсов, вас ждет пожизненная учеба! Удачи со сварными швами! ===== Я действительно не думаю, что что-то большее, чем чистая бура, имеет какое-либо преимущество если у вас хорошая среда в кузнице и вы правильно зашлифовываете суставы.Подготовка — это все в кузнечной сварке. Если вы это сделаете, это будет только требуется пара легких ударов, чтобы сделать сварной шов, и еще несколько, чтобы придать ему форму. Я не думаю, что вы получите что-то от железных опилок, кроме беспорядка на вашем работай. Бура легко счищается, оставляя чистый сварной шов.

Древние методы кузнечного дела, которые до сих пор используются в производстве

Многие современные методы промышленного производства металла моделируют свои методы кузнечного дела и ковки металла из средневекового и древнего мира.Аспекты плавки, ковки, манипулирования свойствами металлов и использования материалов из сплавов зародились как примитивные практики, уходящие корнями в доиндустриальные цивилизации по всему миру.

Именно из-за прошлого производство металла стало тем, чем оно является сегодня. Когда мы оглядываемся в прошлое, легко увидеть логистические процессы, которые использовались для развития и совершенствования искусства обработки металлов.

Несмотря на то, что технологические ресурсы и возможности изготовления и обработки металлов претерпели огромные скачки вперед, все еще существуют базовые элементарные методы, которым отрасль обязана своим процветанием.Производители и производители должны постоянно стремиться отдавать дань уважения этим древним методам, проложившим путь современным методам и знаниям в области производства металлов.

Манипуляции с металлом 101

Манипуляции с металлами были обнаружены во всем мире примерно в 3300-600 гг. До н.э., что сформировало то, что сейчас принято называть бронзовым веком.

После каменного века в хронологическом порядке производители и торговцы металлов бронзового века, как было известно, добывали и плавили свинец и медь, легированные оловом, мышьяком и другими металлами, для создания бронзы, материала сплава, который предлагал повышенную прочность и ценность.Именно благодаря этому раннему процессу плавки, легирования и ковки, который помог ускорить развитие глобальной человеческой культуры в различных регионах Европы, Азии и Африки.

В то время первыми выплавлялись свинец и олово. Свинцовые слепки были обнаружены в современной Турции примерно с 6500 г. до н.э. — в то время как их производство остается загадкой, поскольку письменность была изобретена позже, оставив этот процесс окутанным спекуляциями.

Обычно свинец плавили в кострах, оказывая незначительное влияние на древний мир.Он использовался в качестве раствора, пластичного металла для удержания воды и для трубопроводов в Древней Греции и Риме. Затем пришла медь, а вместе с ней и печь, из-за температуры, необходимой для плавления металла.

Плавка

Процесс плавки — это разновидность экстрактивной металлургии, то есть его основное назначение — отделение основного металла от руды. Традиционная плавка, которая до сих пор используется в производстве металлов, требует источника тепла и химического восстановителя для разложения руды, обычно это источник углерода, такой как древесный уголь или кокс.Этот углеродный элемент удаляет кислород из руды, оставляя после себя сам металл. Поскольку большинство руд загрязнены, для удаления шлака из руды также используется флюс или химическое чистящее средство, такое как известняк.

Эта химическая реакция объединяет окисляющие вещества, чтобы освободить металл от руды.

Печи для обжига медной посуды, использовавшиеся в качестве примитивных плавильных печей, были впервые использованы около 5000 г. до н.э., поскольку костры, используемые для плавления и смягчения свинца, были примерно на 200 ° C ниже, чем требуется для плавления меди.

Объединив расплавленную медь с оловом или мышьяком для изготовления бронзы, древние кузнецы и металлические манипуляторы могли повысить прочность меди и использовались для изготовления оружия, щитов и бронежилетов, а также таких инструментов, как долота, пилы, горшки, котлы, и швейные иглы.

Выплавка чугуна началась примерно в 900 г. до н.э., в ранние римские времена. Плавка железа в Древнем Египте и Западной Африке могла случайно обнаружить свойства, аналогичные углеродистой стали, благодаря сложным методам предварительного нагрева. Это означало возможность контролировать источник тепла с температурой около 3650 градусов по Фаренгейту, чтобы железная руда плавилась в жидкость, которая текла бы легко.

Самые ранние процессы плавки железа предполагали использование блюмера или длительного длительного нагрева, при котором металл не плавился, а только размягчался до тех пор, пока его не ударили молотком.На смену блюмерам пришла доменная печь, еще один инструмент в процессе производства пригодного для обработки пруткового чугуна.

Термическая обработка

Основные методы термообработки разделены на четыре различных метода:

— Закалка

— Отжиг

— Закалка

— Закалка корпуса

Закалка — это когда металл нагревают до вишнево-красного цвета и погружают в холодную воду для закалки металла. Прямое погружение металла в воду обеспечивает минимальную деформацию.Если хрупкость или деформация по-прежнему остаются проблемой, добавление соли или масла в воду увеличивает температуру кипения, замедляя процесс охлаждения.

Отжиг — это нагрев металла до вишнево-красного цвета с последующим медленным охлаждением. Основная цель отжига — изменить химические свойства металла, чтобы повысить его пластичность и снизить твердость, чтобы он стал более пригодным для обработки при формовании, штамповке и формовании.

Закалка используется для придания твердой кромки куску металла, позволяя инструменту или куску выдерживать серьезные удары.Он включает в себя полировку лицевой стороны металла до достижения блеска, а затем медленный повторный нагрев детали, увеличивая нагрев там, где требуется прочность. Полированная часть заставляет металл менять цвет, причем павлин является идеальной твердостью при отпуске. Закаливание можно повторять снова и снова для увеличения прочности.

Цементная закалка — это редко используемый метод увеличения содержания углерода, при котором длительное воздействие тепла (более 10 часов) сочетается с упаковкой изделия в порошкообразный уголь или богатое углеродом вещество.После этого необходимо завершить отверждение.

Эти обработки металлов для увеличения прочности со временем использовались для создания металлов, предназначенных для различных целей. В зависимости от их предполагаемого использования, они могут потребовать одного или нескольких из этих методов, так же как определенные размеры и прочность стали или другого металла могут потребоваться современной производственной компании для модульного или структурного использования. Например, для модульной конструкции требуются более прочные сварные швы, поскольку детали транспортируются полностью или частично в собранном виде.Металлы для этих целей могут выиграть от закалки и закалки, в зависимости от множества факторов.

Использование сплавов

Сплав — это смесь металла и другого элемента. Характеризуясь связующим характером металла, сплав может быть получен из раствора твердых элементов или смеси металлических фаз. В наши дни сплавы используются в самых разных областях, а в древности они использовались для придания металлам практических свойств.

Примерами сплавов обычно являются сталь, алюминиевый сплав (связанный с медью, магнием, марганцем, кремнием, оловом или цинком), припой, латунь, олово, бронза и амальгамы.

Сплавы

традиционно использовались для упрочнения, облегчения и повышения обрабатываемости некоторых металлов в определенных областях применения. Например: сталь, сплав, состоящий из железа и других элементов, таких как углерод, широко использовался в гальванических покрытиях и оружии после своего изобретения около 1800 года до нашей эры.

В настоящее время использование сплавов почти такое же. Одна особенно популярная современная итерация исследования сплава — это автомобили Ford, которые предпочли использовать алюминиевые сплавы, смешанные с магнием и кремнием, а также высокопрочную сталь, где это применимо, для увеличения прочности и уменьшения веса пикапов.

Ковка / Сварка

Объединение двух металлических частей, будь то современная сварка или традиционная кузнечная сварка, на протяжении тысячелетий было основным продуктом производства и обработки металлов.

Самый типичный древний метод соединения металлов — нагревание и ручная обработка их молотком. Соединение, известное как кузнечная сварка, может быть достигнуто несколькими способами, в частности, с помощью сварного шва внахлестку или клиновидного шва, при котором концы обрабатываются и подготавливаются для обработки молотком.

Сварку можно разделить на две области: сварку плавлением и диффузионную сварку. Сегодня плавление является обычным явлением в газовой или электросварке, тогда как диффузия основывается на соединении металлов без их плавления в твердом состоянии. В древние и средневековые времена кузнечная сварка использовалась для создания всего, от сельскохозяйственных орудий до оружия, ворот и тюремных камер.

Кузнечная сварка все еще практикуется сегодня, обычно с помощью механизированного процесса с использованием нагретого пресса, который прижимает перекрывающиеся друг к другу металлы вместе, создавая сварной шов.Современные стальные трубы часто свариваются ковкой во время производственного процесса с использованием ролика специальной формы для непрерывного прессования и придания формы сварным швам или стыкам в непрерывный шов. Кузнечной сваркой можно подвергать многие сплавы и современные материалы, например углеродистую сталь и даже алюминиевый сплав. Титан обычно сваривают ковкой из-за его способности создавать прочный сварной шов в расплавленном твердом состоянии, а не в жидком состоянии.

Что ждет в будущем

Изучая прошлое, мы можем увидеть, что манипуляции с металлом посредством кузнечного дела, плавки, появления и использования сплавов, а также методов сварки / ковки поддерживали постоянный прогресс с момента их появления сотни, если не тысячи лет назад.

Во всяком случае, мы можем точно предсказать, что со временем использование, сила и практичность этих элементальных практик будут только увеличиваться. Мы можем ожидать открытия и оттачивания новых сплавов путем комбинирования различных комбинаций металлов и других элементов; мы можем ожидать дальнейшего развития сварочных процессов, которые увеличивают подвижность и прочность металлов. Мы также можем быть уверены, что увидим переосмысленное использование металлов в новых сферах применения.

Интересно то, что все эти процессы, хотя и новые и продвинутые по своим масштабам, все восходят к какой-то форме древних знаний, которые направили человечество на путь прогресса, как никогда раньше.Это осознание того, что нашим предкам следует оказывать уважение за то, что они раскрыли эти основные принципы и передали их нам, чтобы мы могли использовать, адаптировать, изменять и уточнять.

осколков темного века: введение в кузнечную сварку

Кузнечная сварка, процесс использования тепла и силы для сплавления отдельных кусков металла, является одним из фундаментальных столярных навыков, которыми обладает кузнец, который уникален для этой профессии. В отличие от традиционной сварки, здесь нет присадочного материала, а поверхность сварного шва включает всю площадь перекрытия отдельных деталей.Многим этот навык кажется неуловимым или устрашающим, и на протяжении веков за этим процессом стояла пелена тайны и ритуала. Когда-то кузнецы были такими же мистиками из-за их способности манипулировать черными металлами, как и они сами, но с небольшим количеством химии и терпением эти уголки торговли становятся доступными для всех, кто заинтересован в их поиске.

Из причин для ковки наиболее распространенной является сварка по шаблону. Однако кузнечная сварка также может использоваться как средство механических столярных работ, например, в головках топоров, где долото из высокоуглеродистой стали приваривается к корпусу из мягкой стали.Он также может быть средством рафинирования, как это делается при консолидации вспененной стали. Кузнечную сварку можно использовать для изменения размера заготовки, не беспокоясь о ее нарушении, и она может быть механизмом для достижения геометрии конструкции, которая недопустима для одной детали. Какими бы ни были причины, здесь будет рассмотрен процесс и решены общие проблемы, с которыми я столкнулся.

Прежде всего, необходимо учесть несколько соображений. Как я понял, подготовка поверхности является наиболее важным фактором для получения чистого шва.Насколько чиста сталь и геометрия поверхности вместе составляют множество проблем, которые можно легко решить. Проще говоря, чем чище свариваемые поверхности, тем лучше. Некоторые склонны перебарщивать, очищая поверхность от окалины, складывая сталь в стопку и используя спирт для удаления любых загрязнений с поверхности. Для предотвращения окисления или загрязнения могут использоваться различные вещества, или многое другое, что теоретически может помочь вам, но мне никогда не приходилось прибегать к этому для сварки стали.
Будь то твердое топливо или газ, процесс практически одинаков. Единственное отличие — в газовой кузнице процесс легче наблюдать. После тщательной сварки обоих, все сводится к тому, с чем вы знакомы, что у вас есть в наличии и что вы в конечном итоге предпочитаете. Пока что я ограничен технологией 1850-х годов, что означает твердое топливо. В последнее время я предпочел твердотопливные кузницы из-за их способности локализовать тепло, контролировать температуру и романтической привлекательности использования огромной пары сильфонов для выполнения моей работы.
С этого момента я буду обращаться к процессу кузнечной сварки через узорную сварку и свой опыт в кузнечном деле. Эти процессы применяются одинаково независимо от того, какую сталь и какую форму вы свариваете. Выше у меня заготовка из 5 слоев. Сердечник 1075, с тонкой оболочкой из 15n20 и внешней обшивкой из кованого железа. Это яркий пример того, как разные стали движутся с разной скоростью. Кованое железо будет двигаться под молотком намного быстрее, чем 1075, не только потому, что оно находится снаружи и испытывает более прямое приложение силы от молота, но также из-за его относительной пластичности.Кованое железо имеет тенденцию двигаться быстрее, чем углеродистая сталь, так же как мягкая сталь движется быстрее, чем высоколегированная сталь. Знание того, с чем вы работаете, поможет спрогнозировать, как обрабатывать заготовку после ее сварки.

Подготовка заготовки к сварке сводится к нескольким вещам. Проще говоря, достаточно иметь чистые плоские поверхности. В идеальной ситуации наличие слегка выпуклых сопрягаемых поверхностей способствует выбросу шлака и окалины при установке сварного шва, предотвращая их застревание внутри сварного шва и нарушение его целостности.

Сборка заготовки — еще один вопрос, который возникает у многих. Поскольку в то время, когда я работаю, не существовало аппаратов для подачи проволоки и сварочных аппаратов, есть несколько альтернатив. Сначала коснусь современного сварочного оборудования. Многие предпочитают прихватывать заготовки перед сваркой. Это скрепляет все слои вместе и позволяет работать с ним, не опасаясь, что он развалится до того, как сварной шов установится. Если у вас есть сварщик — отлично. Обычно к обоим концам приваривают валик по углам, а по одному валику — посередине заготовки с каждой стороны.Если вы не сделаете то, что посередине, расширение стали при нагревании в кузнице, вероятно, приведет к разрыву сварных швов на одном или обоих концах. Я не люблю сваривать посередине, потому что у него есть шанс ввести этот присадочный материал в рисунок стали, если вы не отшлифуете его позже, поэтому, если я скреплю заготовку вместе, я сделаю это только с одного конца. . Это позволяет стали расширяться как угодно, не разрушая того, что держит все вместе.

В зависимости от размеров заготовки многие предпочитают приваривать к ней жертвенную ручку.Если у вас есть хорошие сварочные навыки, это нормально, но если нет, я бы пропустил этот шаг. Лучшие клещи — это просто кусок приклада, достаточно длинный, чтобы его можно было удержать без клещей, поэтому ручки могут быть отличными, но у меня никогда не было такого, чтобы он выдержал всю операцию кузнечной сварки. По этой причине я отказался от ручки и просто использую щипцы. Это также позволяет мне сжимать слои вместе в кузнице, чего на самом деле может быть достаточно, чтобы закрепить сварной шов без молотка. Если у вас нет сварщика, можно обернуть заготовку неоцинкованной проволокой.Большую часть своего пути я делал это, и у меня редко возникали проблемы. Хотя при обращении с заготовкой требуется немного больше внимания, результаты чистые и в конечном итоге такие же.

Когда у вас есть стальная заготовка, готовая к ковке, начинается настоящий опыт. В последнее время ведется довольно много дискуссий о сварке без флюса, и я не буду здесь останавливаться на этом. В целях обучения ковке сварного шва флюс дает вам несколько основных указаний о том, что делать. Прежде чем перейти к этому, я расскажу о самом потоке.На протяжении веков и на разных континентах существовало большое разнообразие флюсов, но в современную эпоху самый простой и надежный, который я нашел, — это просто использовать бура. 20 Mule Team borax можно найти практически в любом супермаркете, и она отлично справляется со своей задачей.

Я обнаружил, что добавление в смесь угольной или угольной пыли и опилок чугуна или чугуна значительно помогает, если у вас возникают проблемы с особенно стойким сварным швом. Точное соотношение не так важно, но в основном это бура.Помните, что чем больше будет добавлено железных опилок, тем больше вы увидите их позже на сварных линиях. Чугун или железные опилки помогут склеить сварной шов, потому что отношение площади поверхности к объему намного выше, чем у самой заготовки, поэтому она расплавится раньше, действуя как своего рода металлическая липучка для сварного шва. Однако, поскольку содержание углерода радикально отличается от содержания стали в заготовке, это приведет к загрязнению линий сварки. При сварке по шаблону это работает против вас. Угольная или древесно-угольная пыль потребляет избыток кислорода, который попадает на сварные поверхности, и предотвращает образование накипи.Когда сталь нагревается в кузнице, кислород атакует поверхность стали, образуя окалину, которая является естественным противником сварки. Чтобы предотвратить это, флюс покрывает поверхность барьером, который предотвращает попадание кислорода в сталь. Во время сварки я обычно делаю следующее. Заготовка поступает в кузницу, и когда она достигает тускло-красной температуры, я добавляю легкий слой флюса по краям заготовки, чтобы капиллярное действие втягивало ее в сопрягаемые поверхности. После этого он возвращается в кузницу, пока не станет ярко-оранжевым.Затем это еще флюс и обратно в кузницу, пока не достигнет температуры сварки.

Сказать, что существует одна единственная температура сварки, значит предположить, что вся сталь одинакова (а это не так!). При нанесении флюса на сталь первым визуальным признаком того, что вы находитесь в правильном диапазоне для кузнечной сварки, является то, что он будет пузыриться и танцевать по поверхности стали. Это намного легче увидеть в пропановой кузнице, поскольку она не покрыта углем или коксом.

Следующим признаком является парообразный дым, исходящий от заготовки из буры при температуре сварки.На картинке выше вы можете увидеть струйки дыма, исходящие от стали. При личной встрече эта индикация очень четкая и легко распознаваемая независимо от условий освещения.

Может показаться, что установка сварного шва — вещь, которую вам нужно сделать, ударив по стали как можно сильнее, но на самом деле это как раз наоборот. Наладку сварных швов вначале лучше всего производить легкими постукиванием. Из-за разницы в движении различных используемых сталей большое количество силы разрывает сварные швы.В пропановой кузнице я часто устанавливаю сварные швы, просто зажимая заготовку клещами, даже не вынимая ее.

В зависимости от того, что вы свариваете, существует большая вероятность того, что длина заготовки может превышать длину плавки, которую вы можете достичь. Выше заготовка значительно длиннее, чем то, что я могу сварить за один проход, но это не проблема. Пока вы выковываете только те секции, которые находятся в состоянии нагрева, вы можете выковывать сварной шов любой длины, которую вы можете удерживать.В случае, когда вам нужно сваривать по частям, постепенно возвращайтесь назад по длине заготовки, используя перекрывающиеся плавки, чтобы переместить сварной шов к несваренной части.

Каким бы заманчивым это ни казалось, ковка заготовки повсюду по ее длине, где она находится при температуре сварки, но методический подход — лучший способ избежать попадания окалины внутрь. Я всегда начинаю с одного конца, двигаясь к щипцам или ручке, начиная с середины ширины заготовки. Оттуда сначала двигайтесь к краям, пока весь конец не будет надежно сварен.Затем вернитесь к несваренному концу, оставаясь посередине. Это дает флюсу и окалине возможность эвакуировать заготовку, когда вы продвигаетесь к краям.
Хотя температура, очевидно, является важным фактором при сварке, показаний, которые дает флюс, недостаточно, чтобы гарантировать сварку. Во время работы есть несколько основных индикаторов, по которым можно узнать, прошел ли сварной шов. Самый простой и разрушительный — забить сварной шов по краю. Если он твердый, слои не расслаиваются.Это иногда необходимо для адаптации геометрии конечного объекта, но выполнение этого до того, как сварной шов созреет, все равно может вызвать разрушение сварного шва, даже если заготовка была твердой.

Далее следует формирование чешуи. Сплошной сварной шов образует чешуйки на поверхности, которые не пересекают слои. Если слои не сварены, зерна стали не будут плавиться, и окалина не может физически образоваться поперек этой линии. Если у вас есть кромка, которая выглядит плоской, но не образует сплошной кусок окалины, где-то там есть дефект сварного шва.Однако это может быть не лучшим показателем, поскольку иногда у вас нет заготовки, в которой слои точно выровнены или имеют одинаковую ширину. За пределами сварки по шаблону часто встречаются острые углы, пересекающиеся с плоскостями, которые трудно совместить с поверхностью. Кроме того, при различных скоростях расширения вы можете быть обмануты образованием накипи, если один слой будет расти на фоне других.

Как видите, шкала на твердом сварном шве будет непрерывной. Выше разница в содержании никеля в слоях дает структуру стали, а также масштаб.Эти чешуйки соединяются поперек линий сварного шва независимо от сплава, потому что этот сварной шов сплошной.

Если образование накипи оказывается неуловимым или неуловимым, следующее, что я ищу, — это холодные пятна. Если в одном из слоев имеется пузырек или неполный сварной шов, две стороны этого сварного дефекта будут охлаждаться с разной скоростью. Тени на стали — довольно убедительный признак неполного сварного шва. Если заготовка полностью сварена, она остынет с равномерной скоростью. Если сталь лежит на поверхности наковальни или где-то там, где она может довольно быстро остыть, ее легко заметить.Чаще всего я нахожу кусочки по краям сварных швов, которые не полностью закреплены, и устранение их по отдельности дает возможность полностью сварить заготовку без чрезмерного искажения всего объекта.

Если в середине заготовки есть дефект, который где-то не переходит к краям, иногда точечная ковка не работает. Либо захваченный воздух, либо флюс, либо окалина, либо что-то еще не имеет возможности вырваться, поэтому поверхности никогда не могут идеально соединиться. Может потребоваться шлифовка этого пузыря, но вы также можете просверлить или пробить в нем небольшое отверстие, которое позволит всему, что находится внутри, эвакуировать пустоту.

По мере созревания сварного шва сталь можно обрабатывать при постепенно более низких температурах. Вначале я работаю только при температуре сварки, чтобы убедиться, что сварка полностью затвердела, ударяя молотком только в направлении, которое сближает слои стали. Когда я уверен, что это произошло, я перехожу к рассмотрению формы того, чем он в конечном итоге станет. Как было сказано выше, продвижение линий сварного шва является хорошим показателем того, все ли полностью зацементировано. Если я не использую пресс или перфоратор, обычно возникает небольшая необходимость в продевании сварных швов для правки заготовки.

Выше я сварил композитную заготовку с противоположным витым сердечником и 5-слойными кромками с каждой стороны, и поскольку у меня не было ни сварочного аппарата, ни проволоки, чтобы удерживать ее вместе, я просто держал ее клещами, пока она приближалась к температуре сварки. . Грубые кованые размеры между сердечником и краями не были точными, поэтому приходилось стучать молотком по сварным швам, чтобы получить плоскую поверхность. Хотя это и зависит от ситуации, не следует делать никаких оговорок по поводу ковки поперек сварных швов, если вы достаточно горячие и убедитесь, что сварные швы закреплены.

На мой взгляд, кузнечная сварка — это невероятный процесс, который следует рассматривать как возможность улучшить мастерство. Ограничения его потенциала не существуют до тех пор, пока преодолена начальная тревога. Несмотря на то, что существуют определенные химические барьеры для того, что можно сваривать, большинства отказов сварных швов можно легко избежать, имея небольшое образование и практический опыт.

Независимо от того, с чего вы начнете, размеров или состояния поверхности, марки стали или окончательной конструкции, настойчивость может преодолеть ограничения материала при правильных условиях.

Будь то груда металлолома, сваренного прихватками, ржавая пружина, найденная в глубине леса, или нетронутая заготовка, изготовленная из современной стали, кузнечная сварка ограничена только воображением и конструктивными ограничениями.