Чем спаивать металл при ковке

В процессе создания любых кованых изделий происходит образование окалины. Есть риск пережигания металла и в этом случае изделие может быть испорчено. Чтобы этого не случилось, при ковке металл практически всегда посыпают специальным порошком, который называется флюс. Если температура нагрева заготовки доходит до 950 градусов, тогда применение флюса просто необходимо.

Составы флюса

Существует несколько вариантов флюса. Между собой они различаются по составу.

• Речной песок. К этому составу применяется ряд требований. Перед тем как использовать речной песок в качестве флюса, рекомендуется провести подготовительные мероприятия: отделить его от глины и других нежелательных примесей, промыть и хорошо просушить. В идеале он должен быть чистым, мелким, без комочков.
• Силикатный песок и сода. Этот состав был популярен раньше, сейчас кузнецы стали использовать его гораздо реже. Компоненты стало сложно купить, и на приготовление состава приходится тратить дополнительное время. Современным аналогом такого флюса является перемолотое стекло.
• Бура и речной песок. Для того чтобы детально разобраться в составе этого флюса, необходимо понять, что бура – это химический элемент тетраборат натрия. Этот вариант можно назвать усовершенствованным по сравнению с речным песком. Преимущество его заключается в том, что бура лучше очищает металл и шлакуется.
• Чистая бура. Такой флюс используют в том случае, если в процессе работы достигается очень высокая температура. В этом случае песок может начать плавиться, а бура продолжит справляться с поставленной задачей.

Такие составы подходят практически для любого раскаленного металла во время ковки, в том числе и для обработки дамаска.

Примечательно, что самый простой флюс можно приготовить самостоятельно в домашних условиях. Для этого необходимо отправиться на берег реки и набрать необходимое количество речного песка.

Разумеется, что в таком виде его использовать нельзя, поскольку он сырой, может содержать нежелательные примеси (глина, мелкие камешки) и какой-то дополнительный мусор.

Процесс подготовки песка состоит из нескольких этапов.

1. Весь песок необходимо предварительно перебрать с целью очистки от мелкого мусора. Это могут быть листья деревьев, палки, камни и прочее.
2. На следующем этапе песок необходимо дополнительно еще раз просеять. Теперь он должен стать более рассыпчатым. Но даже в таком виде использовать его в качестве флюса крайне не рекомендуется.
3. Следующий этап наиболее сложный и трудоемкий, поскольку в ходе него потребуется несколько раз хорошо промыть песок. На выходе готовый материал должен быть чистым. Суть промывания заключается не только в очищении, но и в удалении нежелательных примесей, например, глины.
4. Теперь песок необходимо по маленьким партиям хорошо просушить. Делать это можно как естественным способом, например, на солнце, так и ручным (прокаливание песка на сковородке или противне).

  Латунь или нерж сталь

После того как все этапы будут пройдены, необходимо сложить уже готовый флюс в чистые и сухие контейнеры, а потом использовать при необходимости.

Советы по использованию порошков

Подавляющее большинство металлов, которые используются в качестве первичного сырья для создания кованых изделий, обладают высокой активностью. Когда металл подвергается обработке при ковке, на него попадает оксидная пленка. Даже если кузнец предварительно убрал ее одним из возможных способов, уже через несколько минут она способна образоваться повторно.

Особенно активными в этом отношении являются алюминиевые составы. Пленка на таких поверхностях образуется достаточно быстро, поэтому использование флюса в этом случае является просто необходимым. При ковке флюс смешивается с окалиной и образует защитную смесь, которая предотвращает повторное образование оксидной пленки.

Благодаря этому процесс ковки становится более комфортным и качественным.

Важно правильно выбрать качественный флюс. Но даже этого недостаточно в том случае, если сам мастер в процессе обработки металла допустит некоторые ошибки. Чтобы этого не произошло, рекомендуется ознакомиться с особенностями и рекомендациями по использованию флюсов.

Температура накаливания в процессе ковки напрямую зависит от обрабатываемого материала. Прежде чем нагревать тот или иной металл, следует изучить условия его обработки. Важно проследить за тем, чтобы в процессе накаливания металл постепенно начинал приобретать желтый оттенок.

После того как металл разогрелся до нужной температуры, необходимо своевременно убрать его из кузницы. В этот момент как раз потребуется обработка подготовленным флюсом.

Как уже было сказано выше, это может быть как обычный речной песок, так и песок, перемешанный с бурой.

Этот этап обработки нельзя пропускать, поскольку любой флюс работает как восстановитель, предотвращающий последующее окисление обрабатываемой металлической поверхности.

После того как рабочая поверхность была обработана достаточным количеством флюса, необходимо снова поместить металл в кузницу.

Важно: если в кузнице металл начал искриться, то это говорит либо о перегревании, либо о плохом качестве смеси.

Если флюс был подобран правильно, то с ним процесс ковки различных изделий станет более простым и комфортным. А само изделие будет отличаться высоким качеством и привлекательным внешним видом.

Источник

Бура бурой, а ковка по расписанию

При нагревании она превращается в стеклообразную застывшую смесь, из которой выходит великолепная защита рабочего участка. В дополнение к этому порошок из буры отлично растворяется в воде. Все технические характеристики описаны в отдельном нормативе ГОСТе 8429-77 под названием «Бура техническая».

  Когда стали говорить район

О тетраборате и декагидрате

У буры есть серьезнейшее научное название, потому что это не что иное как соединение слабой кислоты с сильным основанием. Название с первого раза запомнить трудно: декагидрат тетрабората натрия.

Эта смесь, которую гремучей никак не назовешь, входит в состав всех эффективных флюсов и шлаковых смесей при кузнечной ковке или пайки сложных и капризных металлов типа меди, ее сплавов, чугуна, стали.

Флюс для кузнечной сварки – особая технологическая заслуга буры, о которой нужно рассказать отдельно.

Ковка или кузнечная сварка с бурой

Процесс ковки отличается сильным нагревом заготовок – это важные технологические нюансы. В результате такого нагревания на поверхностях свариваемых металлических деталей образуется значительный слой окалины вплоть до их пережигания.

Вот здесь и выступает бура в роли спасителя: металлические поверхности засыпают слоем смеси из песка и буры – получается великолепный флюс.

Чтобы разобраться и оценить по достоинству метод с использованием флюса из буры, нужно понять сам процесс. Кузнечная сварка – это смешанный физический метод воздействия на металлы для их соединения.

Суть его – механическое воздействие в виде ударов кузнечного молота в сочетании нагревания для повышения пластичности металла.

Кузнечная сварка применяется для сварки стальных сплавов с по возможности низкой долей углерода – на уровне 0,3%. Высокоуглеродистые стали не годятся для ковки, для этого у них слишком низкая свариваемость при таком методе.

Обязательное требование перед процессом – тщательное удаление с поверхностей заготовок любых загрязнений и оксидных пленок.

Нужно заметить, что кузнечная сварка в принципе не дает крепкого металлические соединения, это далеко не самый надежный способ ковки. К тому же при его использовании не обойтись без профессионализма кузнеца – без этого ничего не получится.

Поэтому он практически не используется в промышленных целях и на заводах. А вот если дело касается ремонтных работ в полевых и неблагоприятных условиях, этот метод применяется довольно часто.

Хорошенько греем

Нагревание деталей идет в печах или горнах. Количество топлива должно быть точно рассчитано – не больше и не меньше. Лучшее топливо для ковки – древесный уголь и кокс. Но на практике чаще применяется обычный каменный уголь.

Металлические детали загружаются в горн только после полного прогорания угля, чтобы из него удалилась сера, присутствие которой плохо сказывается на качестве соединения.

Температура нагревания деталей должна быть выше, чем уровень, при котором начинается ковка. Уровень температуры нагрева в цифрах зависит от процента углерода в стали: чем ниже его содержание в сплаве, тем выше нужно поднимать температуру нагрева для плавления.

Для низкоуглеродистой стали нагрев должен быть не ниже 1350 – 1370°С, отличительный признак – сияющий белый цвет металла. Если сталь содержит высокую долю углерода, достаточно нагрева около 1150°С, цвет тогда будет иметь желтый оттенок.

  Сталь cpm s125v характеристики

Флюс для кузнечной сварки добавляется для защиты. Все дело в обильном образовании окалины вследствие нагревания. Флюсовые смеси предохраняют от этого. Флюс для кузнечной сварки засыпают в точно обозначенный момент – когда уровень нагрева будет находиться между 950°С и 1050°С.

Основа смеси – мелкий чистый речной песок с добавкой 10% буры после хорошей прокалки. Бура в песке работает на хорошее образование шлака и легкую очистку металла от примесей в дальнейшем.

Толщина слоя имеет значение: если он будет слишком толстым, прогрев деталей снизит скорость и качество. Поэтому флюс для кузнечной сварки засыпают равномерным и тонким слоем. Добавка буры в флюсовую смесь особенно важна и необходима, если используется уголь низкого качества.

Из флюсовой смеси формируется шлак, который может стечь с металлической заготовки, что весьма нежелательно. Для предупреждения этого на заготовки подсыпают дополнительные порции песка – осторожно и в умеренных количествах.

Отличным партнером буры выступают железные опилки мягкой консистенции или ферромарганец. Опилки способны к поглощению углерода с поверхности металла в условиях высокой температуры, тем самым значительно повышая качество процесса сварки.

Если нужно сварить детали из разных металлов или марок стали, то первым делом разогревают металл с меньшей долей углерода из-за более высокой температуры плавления. И только затем начинают работать со второй деталью, металл которой содержит более высокий процент углерода.

Безопасность и правила хранения буры

Особой опасности с точки зрения взрывов или пожаров бура для ковки не представляет. Умеренная степень токсичности наблюдается из-за содержания борной кислоты. В организм бура может попасть через дыхательные пути в виде пыли или аэрозольного распыления, в результате чего слизистые могут быть раздражены.

В больших количествах бура может вызвать отравление. Поэтому во время работы с использованием буры не рекомендуется пить, курить или принимать пищу. Индивидуальная защита не представляет из себя ничего необычного: это спецодежда, очки защитного типа, рабочие перчатки и т.д.

Хранить буру нужно в закрытых помещениях и обязательно в упаковках – никакой россыпи. Обычно хранение производится в специальных контейнерах, которые должны стоять на твердом покрытии. Срок хранения буры – всего полгода, что нужно учитывать при планировании закупок и использования.

Источник

Для чего нужна бура при ковке?

Бура в работе с металлами прежде всего связана с флюсовыми смесями, которые незаменимы при пайке или кузнечной ковке. На рынке бура продается в виде порошка. Ее ценность и незаменимость обусловлены температурой плавления, которая достигает 800 — 900°С.

При нагревании она превращается в стеклообразную застывшую смесь, из которой выходит великолепная защита рабочего участка. В дополнение к этому порошок из буры отлично растворяется в воде.

Все технические характеристики описаны в отдельном нормативе ГОСТе 8429-77 под названием «Бура техническая».

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.

  Если припой не липнет к паяльнику — что нужно сделать?

Особенности использования флюса в ювелирном деле

Перед ювелирной пайкой изделие следует закрепить в тисках или другим подходящим способом, придав поврежденной детали первоначальную форму.

После место будущей пайки зачищается, обезжиривается и покрывается слоем флюса. Флюс создаёт на поверхности золота защитную плёнку, препятствующую окислению металла в процессе пайки.

Теперь можно приступать собственно к пайке. Флюс для пайки золота покупают готовый или делают своими руками, беря по 10 г буры и борной кислоты на 100 г дистиллированной воды.

Этапы пайки с бурой

Весь процесс состоит из последовательных этапов, выполнение которых является обязательным:

• Тщательная подготовка поверхностей заготовок перед нагревом.
• Чистка проводится для избавления от окисных пленок, здесь как раз и нужна техническая бура.
• Паяльной лампой производится нагрев свариваемых поверхностей до нужной температуры.
• В пространство между деталями вводится разогретый металлический припой в жидком состоянии.
• Суть соединения – объединение основного металла с жидким металлическим припоем в хорошо разогретом состоянии.
• Процесс заканчивается при окончательной кристаллизации припоя.

Чем посыпают металл при ковке?

В процессе создания любых кованых изделий происходит образование окалины. Есть риск пережигания металла и в этом случае изделие может быть испорчено. Чтобы этого не случилось, при ковке металл практически всегда посыпают специальным порошком, который называется флюс. Если температура нагрева заготовки доходит до 950 градусов, тогда применение флюса просто необходимо.

Плюсы и минусы

К достоинствам флюса бура относят:

• доступность и низкую цену по сравнению с аналогичными материалами;
• отсутствие деформации деталей, так как основной металл не плавится;
• соединение металла с неметаллом;
• возможность паять детали с разной начальной температурой;
• легкость распайки при демонтаже;
• повышение производительности капиллярной пайки;
• высокое качество швов, выполненных даже новичком;
• длительное время хранения флюса.

Из недостатков отмечают:

• необходимость механической очистки поверхности от солей, которые выделяются при нагреве буры и после остывания оседают на металле;
• высокую гигроскопичность, поэтому флюс отсыревает даже в плотно закрытой емкости;
• сложность определения для новичков оптимальной пропорции.

Самостоятельное изготовление

Перед тем как сделать горн, необходимо определиться с типов устройства. Самодельные горны могут быть двух видов:

1. Закрытый. Его конструкция оборудована специальной камерой, в которой заготовка разогревается до необходимой температуры. Следует обратить внимание, что в горнах закрытого типа можно работать с заготовками, размер которых не превышает размеров самой камеры.
2. Открытый. Засыпание топлива на колосники в нем проводится с ее верхней части. С нижней части происходит подача воздуха. Рабочая заготовка для ее нагрева помещается непосредственно на поверхность топлива. Благодаря этому можно использовать заготовки довольно больших размеров.

Для начала необходимо взять пластину из стали и просверлить в ней отверстия. После этого ее можно вставить в центральную часть стола, который выступает в качестве основы горна.

Для того чтобы изготовить стол, рекомендуется взять металлическую пластину, толщина которой колеблется в пределах 3−5 мм. Следует учитывать габариты стола: 700 мм — высота стола. Столешница имеет размеры 80 Х 100 см.

Не исключена возможность того, что из уголка варится рама, в которую помещаются решетка колосника и огнеупорный кирпич. Для изготовления решетки можно использовать обычную старую сковороду из чугуна, в днище которой просверливаются отверстия. Следует учесть то, что при определении высоты стола необходимо ориентироваться на рост кузнеца.

Теперь можно приступить к монтажу механизма подачи воздуха. Есть возможность создания такого механизма, работающего от ножного привода.

Оптимальным вариантом создания механизма является использование электровентилятора из ненужного пылесоса. Его мощности хватит для того, чтобы подать поток воздуха необходимой силы. Нелишним будет оборудовать конструкция регулятором мощности.

Не исключена возможность использовать вместо пылесоса привод от ручной сирены.

После этого все части конструкции собираются в одно целое устройство. Теперь можно приступить к проведению первого испытательного запуска. Самодельный горн для ковки можно дополнять разного вида дополнительными приспособлениями, которые повышают показатель удобства работы с ним.

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.

Советы по использованию порошков

Подавляющее большинство металлов, которые используются в качестве первичного сырья для создания кованых изделий, обладают высокой активностью. Когда металл подвергается обработке при ковке, на него попадает оксидная пленка. Даже если кузнец предварительно убрал ее одним из возможных способов, уже через несколько минут она способна образоваться повторно.

Особенно активными в этом отношении являются алюминиевые составы. Пленка на таких поверхностях образуется достаточно быстро, поэтому использование флюса в этом случае является просто необходимым. При ковке флюс смешивается с окалиной и образует защитную смесь, которая предотвращает повторное образование оксидной пленки.

Благодаря этому процесс ковки становится более комфортным и качественным.

Важно правильно выбрать качественный флюс. Но даже этого недостаточно в том случае, если сам мастер в процессе обработки металла допустит некоторые ошибки. Чтобы этого не произошло, рекомендуется ознакомиться с особенностями и рекомендациями по использованию флюсов.

Температура накаливания в процессе ковки напрямую зависит от обрабатываемого материала. Прежде чем нагревать тот или иной металл, следует изучить условия его обработки. Важно проследить за тем, чтобы в процессе накаливания металл постепенно начинал приобретать желтый оттенок.

После того как металл разогрелся до нужной температуры, необходимо своевременно убрать его из кузницы. В этот момент как раз потребуется обработка подготовленным флюсом.

Как уже было сказано выше, это может быть как обычный речной песок, так и песок, перемешанный с бурой.

Этот этап обработки нельзя пропускать, поскольку любой флюс работает как восстановитель, предотвращающий последующее окисление обрабатываемой металлической поверхности.

После того как рабочая поверхность была обработана достаточным количеством флюса, необходимо снова поместить металл в кузницу.

Важно: если в кузнице металл начал искриться, то это говорит либо о перегревании, либо о плохом качестве смеси.

Если флюс был подобран правильно, то с ним процесс ковки различных изделий станет более простым и комфортным. А само изделие будет отличаться высоким качеством и привлекательным внешним видом.

Источник

Как производится процесс спаивания

Пайка является процессом, в котором два или более металлических элементов соединены путем плавления, за счет присадочного металла в соединительный шов, имеющего сравнительно низкую температуру плавления.

Пайка используется для формирования постоянной связи между компонентами. Во время пайки только припой плавится, а не те части материала, которые были припаяны.

Припой представляет собой металлический «клей», который скрепляет части материалов.

Пайка медных труб

Если вам необходимо создать флюс из буры вы можете использовать борную кислоту в соотношении 1:1 для работы с медью, сталью, чугуном или подобным веществом. Такую смесь требуется перемешать, а затем испарить излишние остатки жидкости для сухого вида флюса. Такая подготовка позволяет получать активный качественный флюс для обработки деталей.

Пайка с бурой является одним из самых распространенных вариантов обработки с припоем. Метод позволяет успешно установить или наладить детали и различные механизмы.

Преимущества использования технической буры для пайки:

• такая пайка может соединять различные металлы в один элемент;
• материалы могут использоваться с различными температурными режимами плавки;
• пайка позволяет связывать металлы с неметаллическими материалами;
• соединения, созданные таким методом можно разрушить повторным нагревом при необходимости;
• особенностью пайки является отсутствие плавления основного металла во время работы. Таким образом, мастер может избежать коробления, изменения геометрических форм и прочих изменений;
• бура создает хорошие условия для пайки деталей их схватывания;
• порошок позволяет добиться высокой прочности.

Что такое бура и зачем нужна

Как уже было сказано бура – это химическое вещество в виде темно-серого или темного, ближе к черному, порошка. Химическая формула с демонстрацией химических элементов вряд ли покажется вам интересной, напомним только то, что это соединение называется тетраборатом натрия или оксидом бора.

Это вещество в смеси с песком используется не только, как защитный слой при ковке. Бура для ковки применяется и как самостоятельное вещество для заполнения трещин и миникаверн, а так же как средство против будущего коробления. Температура расплава для буры составляет 700-950оС, что также составляет температуру оплавления верхней поверхности металла при ковке.

Как защитить себя при кузнечной сварке?

Защита для глаз

Защитные очки обязательны. Если глаза быстро устают от взгляда в кузницу, некоторые кузнецы предпочитают затемненные очки.

• Маска
• При работе с горячими металлами, которые могут выделять газы, защитите свои легкие и используйте средства защиты органов дыхания.
• Перчатки

Надевайте перчатки всякий раз, когда собираетесь работать в кузнице. Не надевайте перчатки при работе с механизмами, которые могут захватывать ткань — сверлильным станком, токарным станком и т. Д.

Одежда

Никогда не ходите в кузнице в синтетической одежде. Следует избегать даже тонкого 100% хлопка. Любые искры заставят синтетику плавиться и прилипать к вашей коже. Тонкие полностью натуральные ткани могут загореться даже в экстремальных условиях. Носите плотные 100% натуральные материалы, такие как хлопок, шерсть или кожа. Кожаный фартук — лучший вариант!

Защита слуха

Даже если вы не пользуетесь инструментами, которые создают особый шум регулярно, использование затычек для ушей или наушников — хорошая привычка в кузнечном деле.

Какие ГОСТы регламентируют

До 2009 года кузнечная сварка регламентировалась документом ГОСТ 2601-84 «Сварка металлов. Термины и определения основных понятий».

Бура для ковки металла и флюс для кузнечной сварки, чем можно заменить и как сделать

Бура в работе с металлами прежде всего связана с флюсовыми смесями, которые незаменимы при пайке или кузнечной ковке. На рынке бура продается в виде порошка. Ее ценность и незаменимость обусловлены температурой плавления, которая достигает 800 – 900°С.

При нагревании она превращается в стеклообразную застывшую смесь, из которой выходит великолепная защита рабочего участка. В дополнение к этому порошок из буры отлично растворяется в воде.

Все технические характеристики описаны в отдельном нормативе ГОСТе 8429-77 под названием «Бура техническая».

Что такое кузнечная сварка

Кузнечной сваркой принято называть технологический процесс создания прочного соединения частей металла при термическом нагреве под воздействием внешнего давления.

То есть части железных заготовок в месте будущей сварки нагревают до высоких температур, добиваясь тестообразного состояния поверхности.

Затем создают давление ударами молота по лежащей на наковальне заготовке, чем и добиваются создания прочного неразъемного соединения.

Технологически кузнечная сварка включает следующие отдельные операции:

• обязательную подготовку свариваемой поверхности,
• термическое нагревание до строго определенной температуры,
• соединение концов заготовок путем ковки,
• заключительная проковка для придания заготовке необходимой формы.

Одним из важнейших условий успешной кузнечной сварки является температура. Ее необходимо улавливать по тону расцветки поверхности каления.

Так, для железа температура в 1300⁰ C имеет ярко-желтую расцветку поверхности, а при достижении 1400⁰ C металл начинает светиться ярко-белым оттенком.

Сразу по достижению необходимой температуры надо производить сварку ковкой, так как передержка будет приводить к пережогу металла и образованию большего слоя окалины.

Проковка

По достижении требуемой температуры заготовки вынимаются из горна и укладываются на наковальню и соединяются легкими ударами молота. Затем сила ударов постепенно увеличивается с сохранением темпа. В результате заготовки прочно соединяются между собой.

Для равномерного выхода шлака из зоны соединения проковка выполняется от середины заготовки к кромкам.

После проковки опытные кузнецы вновь нагревают готовые изделия и повторно выполняют процедуру. При этом главное не перестараться – кузнечное соединение получается не таким прочным, как при сопряжении при помощи сварочного аппарата.

Особенности кузнечной сварки

• Способность соединяться путем термической диффузии под давлением при нагреве до пластического состояния у разных групп металлов и их сплавов очень различается.
• Процесс кузнечной сварки
• Так, хорошо свариваются низкоуглеродистые стали с долей вкраплений углерода до 0,6%, при увеличении содержания углерода способность сваривания у железа значительно ухудшается.

Плохая свариваемость при кузнечной сварке характерна для многих легированных сталей, цветных металлов и их сплавов. А также все виды чугуна не поддаются термической соединению ковкой.

Основным препятствием для возможности соединения железа при нагревании является образование слоя окалины на нагреваемой поверхности, которая состоит из достаточно тугоплавких окислов FeO и Fe3О4, неспособных расплавляться при температурах начала размягчения поверхностного слоя.

Для того, чтобы эти окислы как можно меньше мешали процессам сварки, будущую свариваемую поверхность покрывают различными флюсами кислотного характера. В основном для этого применяют поваренную соль, борную кислоту и прокаленную буру.

Чаще вместо флюса используют традиционные материалы в виде простого стеклянного боя и мелкого речного или кварцевого песка.

Кузнечная сварка является достаточно сложным технологическим процессом и требует для проведения определенных знаний и навыков.

К примеру, возможность кузнечной сварки сильно зависит от температуры и, если не достигнуть нужного предела термического расплавления поверхностных слоев, это приведет к непровару, а вот при чрезмерно перегретом металле произойдет пережог или даже расплавление, что не позволит добиться в обоих случаях прочного и качественного соединения деталей.

Хорошенько греем

Нагревание деталей идет в печах или горнах. Количество топлива должно быть точно рассчитано – не больше и не меньше. Лучшее топливо для ковки – древесный уголь и кокс. Но на практике чаще применяется обычный каменный уголь.

Металлические детали загружаются в горн только после полного прогорания угля, чтобы из него удалилась сера, присутствие которой плохо сказывается на качестве соединения.

Температура нагревания деталей должна быть выше, чем уровень, при котором начинается ковка. Уровень температуры нагрева в цифрах зависит от процента углерода в стали: чем ниже его содержание в сплаве, тем выше нужно поднимать температуру нагрева для плавления.

Для низкоуглеродистой стали нагрев должен быть не ниже 1350 – 1370°С, отличительный признак – сияющий белый цвет металла. Если сталь содержит высокую долю углерода, достаточно нагрева около 1150°С, цвет тогда будет иметь желтый оттенок.

Флюс для кузнечной сварки добавляется для защиты. Все дело в обильном образовании окалины вследствие нагревания. Флюсовые смеси предохраняют от этого. Флюс для кузнечной сварки засыпают в точно обозначенный момент – когда уровень нагрева будет находиться между 950°С и 1050°С.

Основа смеси – мелкий чистый речной песок с добавкой 10% буры после хорошей прокалки. Бура в песке работает на хорошее образование шлака и легкую очистку металла от примесей в дальнейшем.

Способы кузнечной сварки

Есть несколько простых, не требующих особых подготовительных мероприятий, способов изготовления соединений с помощью кузнечной сварки, а именно:

Единственным обязательным условием при таких способах сварки является необходимость выполнения торцов заготовок в виде выпуклой формы и со значительными утолщениями на концах.

Это обусловлено тем, что во время проведения кузнечной сварки (а именно — при термическом нагреве) активно образуется шлаковая пленка на свариваемой поверхности и для того, чтобы частицы шлака выдавливались наружу в процессе ковки заготовок и нужна выпуклость поверхности.

А вот утолщенные свариваемые концы заготовок, прежде всего, нужны для самой технологии процесса и позволяют после ковки места сварки привести форму сечения заготовки к заданным размерам.

Более технологически сложными являются способы:

• сварки в расщеп, к примеру, для соединения стальных полос при изготовлении стальных шин для деревенских телег;
• сварки с шашками, которую в основном применяли при создании прочных соединений крупных по размеру деталей.

В первом случае концы полос подготавливают специально, оттягивая и разрубая так, чтобы их перед сваркой можно было соединить с перекрытием, а затем, после нагрева до нужной температуры, с помощью ковки с обоих сторон сваривают.

Во втором случае, в ходе подготовки места будущей сварки выполняют в виде углов в 30 или 40 градусов и той же угловой формы изготавливают дополнительные детали для вставок, которые и называют шашками. Далее, всю конструкцию доводят до сварочной температуры и с помощью молота и наковальни придают соединению прочность и нужную форму.

Технология

Внахлестку

Прочный стык образуется за счет большей площади совместного проникновения металлов. Перед работой выполняется высадка концов элементов, контактная поверхность располагается под углом 300°. Детали накладываются одна на другую, совмещаются несильными ударами и проковываются с параллельной осадкой до нужной формы.

Вразруб

Метод подразумевает выполнение предварительной подготовки концов элементов. Один из них высаживается и нарубается зубилом вдоль, получившиеся части разрубаются под углом 300-400°.

Второй конец первой детали заостряется так, чтобы можно было его вставить в разруб другого элемента. Между соединяемыми поверхностями для компенсации раздачи металла при нагревании вставляются тонкие пластины.

Концы, очищенные после нагревания от флюса, сопрягаются и соединяются под сильными ударами молота. После небольшого охлаждения выполняется отделка.

Встык

Предварительное осаживание концов элементов не выполняется, оно происходит в процессе работы.

Изделия соединяются встык, прочный спай образуется под сильными ударами. Один из концов при этом остается холодным. По окончании работы производится вытяжка изделия.

В расщеп

Соединение по такой схеме применяется для листового металла. На небольшом удалении от кромок, полосы оттягиваются и надрезаются на 5-6 частей, укладываются с перекрыванием одна на другую, прогреваются и сковываются.

С шашками

Метод с шашками используется для крупных изделий.

Производится отковка концов на угол от 30 до 40°, из того же материала изготавливаются накладки под тем же углом и укладываются на концы. Место соединения прогревается и тщательно проковывается.

Кольцевая сварка

Заготовка заранее сгибается на роговой наковальне. Кончики отрубаются под одинаковым углом и разводятся в стороны для сопряжения и совместной сковки.

Впритык

Осадка концов выполняется для создания запаса толщины металла. Он требуется для проковывания элемента не только по линии шва, но и во всех прогретых до температуры сварки местах.

Сферы применения

Кузнечная сварка является древним ремеслом и по сегодняшний день широко используется художниками и мастерами кузнечных дел.

Так, наряду с горячей или художественной ковкой, ими применяется и художественная сварка для создания различных декоративных и дизайнерских изделий из металлов.

А также такой способ сварки используют в кузницах для производства разного рода составного инструмента, к примеру, топоров, плугов и другого сельскохозяйственного инвентаря.

Промышленное применение кузнечной сварки постепенно утрачивает свои позиции. Это связано с рядом существенных недостатков. Таких, как:

• медленный нагрев,
• относительно слабая прочность,
• малая производительность,
• неоднородность процессов осадки,
• требовательность в квалифицированных мастерах.

Хотя все-таки остались области промышленности, где кузнечная сварка остается востребованной. К примеру, для производства стальных водопроводных труб с небольшим до 100 мм в диаметре.

Для этого полосовую сталь нагревают в термических печах и прокатывают через свертыши, а в конце процесса протаскивают через специальные волочильные оправки с большой скоростью, за счет чего и происходит сварка давлением продольного шва трубы.

Используют промышленную технологию кузнечной сварки для получения многослойной структуры стали, для изготовления биметаллических пластин путем совместного проката разогретых заготовок через вальцы или прессования в вакуумных термических камерах.

Оборудование и расходные материалы

Для того, чтобы самостоятельно заняться кузнечной сваркой и горячей художественной ковкой, вам понадобится не так много оборудования и инструментов для организации небольшой кузницы. Итак, для работы полноценной кузнечной мастерской вам придется приобрести:

• переносной и стационарный горн, т. е. специальное приспособление для нагрева металла до нужной температуры (на крайний случай подойдет простой бензиновый автоген);
• несколько видов наковален: большая и маленькая, однорогая и двурогая, которые необходимо с особой прочностью разместить в мастерской;
• разных размеров кузнечные клещи;
• различного вида молоты, размерами от хорошей кувалды до слесарного молотка;
• две емкости для охлаждения: одну под воду, другая — под масло.

Дополнительно, возможно, будут нужны различные скребки, формы, подставки, инструмент для сгибания заготовок и многое другое.

Обязательно стоит позаботиться о пожарной безопасности и об индивидуальных средствах защиты, таких как очки, кожаный фартук и холщевые рукавицы.

( 2 оценки, среднее 5 из 5 )

Флюс бура для пайки: как применять, 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.