Чем присыпают металл при ковке

Добрый день уважаемое сообщество, в сети интернет ходит видео, где из простой кучи ножовочных полотен автор получает чуть ли не меч кладенец. Соответственно и комментарии к видео делятся на диаметрально противоположные — от восторженных до совсем отрицательных, куча непроваров, слишком мало слоев, соответственно и прочность клинка и режущие свойства от этого лучше не станут. Истинна как это всегда бывает где то совсем рядом, а пока сам не сделаешь не разберешься кто прав и надо ли это вообще.Итак, взял полотна по металлу, на сайте производителя указано, что изготовлены из высококачественной углеродистой стали, если товарищи из поднебесной не обманули, то это как раз то что нам надо.на наждаке снял зубья и нарезал в размер. из листовой стали 0,8 нарезал таких же пластинок и собрал их чередуясь в пакеты.

С торцов обварил пакеты и приварил пруток для удобства.

после нагрева покрыл пакет бурой, получилась красивая карамелька.

потом нагрев до сварочной температуры и первая проковка, здесь важна не сила ударов, а частота и направление, необходимо выгнать из пакетов расплавленную буру.Про температурные режимы писать бесполезно, здесь поможет только чутье, когда нужно «бурить», а когда металл уже готов к сварке. В данном случае пирометр показывал 1050 градусов,

если сварка прошла успешно, то разрез должен выглядеть как одно целое. распилил пакеты вдоль и сварил повторно, удвоив количество слоев.Думаю можно показать и ошибки в сварке пакетов, основных две — это пережог и непровар.

Полный размер

температура превышена, металл начал гореть

Полный размер

последствия пережога, остается только отправить в мульду

Полный размер

это непровар, здесь еще можно либо срезать, либо пробурить и повторно сварить участок непровара

Готовые пакеты отковал в прутки и скрутил в противоположные стороны.

Это я сделал, чтобы опробовать еще одно видео — мастер класс Леонида Архангельского, про турецкий дамаск. Хотя узор и не получился задуманным. В длинномерном клинке сваренные вместе прутки будут работать на скручивание как трос, обеспечивая клинку хорошую упругость.

Все таки «высококачественная углеродистая сталь» это не самый точный указатель для термообработки, плюс относительно небольшое количество слоев с разным содержанием углерода в пакете отрицательно скажутся на режущих свойствах будущего ножа. Поэтому на режущую кромку приварил полосу чистой у8.

Сталь для опытов предоставил драйвовчанин Viktorovich-Ko, в обмен на будущий клинок, я же бессовестным образом затянул это дело на полгода.Итак, стоит ли овчинка выделки? Для себя я сделал определенные выводы.

Дамаск с полотен подойдет для начинания, затраты на полноценный пакет из шх хвг и у8 -10 будут несоизмеримы. Подойдет этот метод для ламинатов, где сталь на обкладках не так важна как на режущей кромке, также подойдет для изготовления деталей рукояти или ножен и ювелирки.

делать целиком нож из одних полотен я бы не стал, изначальные слои очень тонкие, плюс неизвестное количество углерода убавится при сварке с листовым железом, а термообработка выйдет «на глазок».

Спасибо всем кто осилил мою писанину, удачных вам работ!

Чем посыпают металл при ковке

Домашние умельцы, которые собираются иметь дело с кузнечным ремеслом, и просто любопытные люди, наблюдавшие где-то процесс кузнечной сварки, часто интересуются — чем посыпают металл при ковке и зачем это нужно.

Металл посыпают флюсом, но к стоматологии он отношения не имеет. Мы расскажем, что такое флюс, каким он бывает и что дает его применение.

Флюс в кузнечном деле

Флюсы или флюсовые смеси — необходимый компонент ковки и пайки металлов.

Проблема в том, что при нагревании металлических заготовок при температуре выше начала ковки на их поверхностях образуется окалина. Нагрев необходим при работе с любыми сталями и другими металлами, причем низкоуглеродистые стали нужно нагревать до температуры белого каления (не ниже + 1350-1370°С). Стали с высоким % содержания углерода нагревают до t + 1150°С.

Флюс — то чем посыпают металл при ковке — выполняет сразу несколько полезных функций:

Посыпать флюсом заготовки нужно строго в определенный момент — когда металл нагревается до t + 950-1050°С. Если посыпать заготовки толстым слоем флюса, пострадает качество ковки и сварки, а время работы увеличится. Поэтому флюсовые смеси нужно сыпать тонким и равномерным слоем.

Что используется в качестве флюсов

Человек научился ковать металл более 2 тыс. лет назад и первое, чем посыпали металл при ковке на заре кузнечного ремесла, был песок. Его используют и сегодня. Это должен быть речной песок мелкой фракции, сухой, очищенный от глины и других примесей.

Песок — основа флюсовой смеси. Но для улучшения ее качества к песку добавляются другие компоненты:

Однако бура в кузнечном ремесле более популярна, и об этом компоненте флюсовых смесей имеет смысл рассказать подробнее.

Бура и преимущества ее использования при ковке металлов

Тетраборат натрия представляет собой кристаллический порошок белого цвета. Это неорганическое соединение, натриевая соль борной кислоты, полученная из природных минералов.

Решая, чем посыпать металл при ковке, большинство мастеров отдают предпочтение флюсовым смесям с 5-10% содержанием буры. Для удаления влаги из буры и песка флюсовую смесь предварительно прокаливают.

Важное преимущество тетрабората натрия — безопасность применения. Ведь это вещество используется не только при ковке и пайке, а при производстве бумаги, цветного стекла, глазурей, моющих средств, косметики, фармацевтических препаратов и многого другого.

Что касается металлургии, бура незаменима в составе флюса в золотодобыче, ювелирном деле и при изготовлении дамасской стали.

Существует две формы выпуска буры, которые используются при пайке и ковке.

1. Уже названное кристаллическое вещество в виде порошка, позволяющее распределить флюс в уязвимых местах металлических заготовок тонким ровным слоем.
2. Бура в виде раствора используется для ковки и пайки мелких деталей даже при низкой температуре нагрева. Посыпать ничего не нужно, деталь просто окунается в готовый раствор.

Теперь вы знаете, чем посыпают металл при ковке, но в завершении важно знать, как это сделать правильно.

Как использовать флюсовые смеси

Понятно, что при соединении любых металлических заготовок их поверхности должны быть тщательно зачищены от загрязнений с помощью наждачной бумаги или стальной щетки.

Далее нужно действовать следующим образом:

Для создания прочного соединения проковать необходимо еще и прилежащие к месту сварки участки. Наносить удары нужно от центра соединения к краям. Это гарантирует монолитность соединения и отсутствие непрокованных областей.

Зная, чем посыпают металл в процессе ковки, можно качественно выполнить кузнечную сварку различных металлических элементов. При работе с кузнечным инструментом и бурой важно соблюдать меры безопасности, используя специальные средства индивидуальной защиты.

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».

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

Применение буры по нормативам.

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.

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.

Таблица норм для буры.

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.

Чем посыпают металл при ковке?

Содержание:

Производство кованых изделий сопряжено с появлением окалины. Металл можно пережечь, а вещь безвозвратно испортить. Надежный способ не допустить этого — воспользоваться специальным порошком — флюсом.

Использование сыпучей смеси является обязательным, если температура превышает 950 °C. В этой статье подробнее разберемся с тем, чем посыпают металл при ковке, как это делают и для чего это нужно.

Ковка — что такое и зачем нужно

Разбираясь, чем посыпают ковкий металл, нельзя пропустить сам процесс ковки. Что это такое и для чего нужно?

История ковки насчитывает несколько тысяч лет. Долгое время этот способ был единственным, пригодным для соединения металлических деталей. Сегодня ситуация изменилась, однако ковка продолжает сохранять свою популярность. Ее используют:

• при создании металлических конструкций, элементов дизайна;
• во время производства водосточных труб небольшого размера;
• в кузницах для производства инвентаря, используемого в сельском хозяйстве.

Этот способ требует много времени и сил, а его результат зависит от навыков мастера. Именно поэтому ковка перестала носить массовый характер, однако стала более ценной и дорогой. Качественно выполненная работа имеет высокую ценность.

Ковку можно разделить на несколько основных шагов:

1. Очищение

Перед работой поверхности обрабатываются. С них удаляются оксидные пленки и иные загрязнения. Это повышает прочность соединения.

2. Нагрев

В большинстве случаев используют обычный каменный уголь. Как только топливо разгорается, ковкий металл отправляют в печь. Необходимая температура зависит от самого материала. Например, для стали У7 характерно содержание углерода в повышенном количестве. Для работы ей требуется температура 1150 °С.

3. Применение флюса

Высокая температура способствует образованию окалины. Это, в свою очередь, может привести к пережогу ковкого металла. Чтобы не допустить этого, необходим флюс. Этот порошок применяется во время нагрева заготовки, от 950 до 1050 °С. Подробнее мы поговорим о флюсе ниже.

Сейчас же заметим, что толстый слой порошка затрудняет работу. Именно поэтому нужно следить за тем, чтобы он был тонким. Посыпать необходимо на большом расстоянии от огня, чтобы порошок не расплавился во время работы. Если заготовки маленькие, то их лучше не посыпать, а макнуть в смесь.

Сам состав при этом должен находиться в емкости из металла.

4. Сварка

Как только заготовки приобрели необходимый вид, их достают и очищают. Детали соединяют друг с другом. Остатки флюса выходят на поверхность шва вместе с ударами. Мастер движется от центра к краям, совершая сильные удары. Так вы избегаете пузырьков, трещин, непроваров и других дефектов. Ковка становится более прочной.

Несмотря на сложность работы, ковка пользуется большим спросом. Ее используют в автомобильной промышленности, в строительстве и во многих других сферах. Грамотный подход к ее выполнению — залог качественной, долговечной вещи.

С помощью ковки удается получить сложные, затейливые узоры, невероятные формы и многое другое. Отметим, что промышленное значение этот способ утратил. Это связано с его невысокой производительностью по сравнению с другими способами соединений.

Зачем нужен флюс

Флюсовые смеси — это то, чем посыпают металл во время ковки. Их применение можно объяснить так: во время нагрева заготовок на поверхности появляется окалина. Смесь оксидов, выступивших на поверхность, снижает качество изделия, портит его вид. Чтобы не допустить этого мастера используют флюс. Этот порошок выполняет несколько задач:

• не допускает пережог изделий;
• расплавляет оксиды;
• сокращает темпы образования окалины;
• делает очистку ковкого металла более простой и быстрой;
• повышает качество швов, появляющихся во время сварки;
• сокращает время пайки;
• не допускает появления пор, а также загрязнений в стыках.

Заготовки посыпают флюсом на конкретном этапе. Делают это тогда, когда ковкий металл нагревается до 950-1050 °С. Слой должен быть умеренным. Если он слишком толстый, качество ковки заметно сократится, а время работы с нею сильно возрастет. Именно поэтому слой посыпки должен быть одинаково плотным и тонким.

Что такое флюс

Ковка появилась более 2000 лет назад. Первое время, когда не было ничего другого, металл посыпали песком перед тем, как раскалять. Это было простое, доступное средство, которое хорошо справлялось со своими функциями.

Добавим, что используется оно до сих пор. В качестве флюса выбирают речной песок с небольшими фракциями. В обязательном порядке у него не должно быть глины и других примесей.

Песок хорошо справляется со своими задачами, однако чаще его разбавляют другими компонентами. Это делает смесь еще более простой в использовании. Рассмотрим все существующие флюсы более подробно.

• Речной песок. К этому компоненту предъявляется немало требований. До начала работы необходимо выполнить несколько подготовительных мероприятий. Прежде всего, очистить песок от нежелательных примесей, в том числе глины, а после — просушить. Качественная смесь должна быть однородной и сыпучей.
• Бура и речной песок. Первая представляет собой тетраборат натрия. Такая комбинация более функциональная, чем исключительно речной песок. Ее преимущество заключается в том, что с бурой металл становится чище гораздо быстрее.
• Силикатный песок и сода. Этот состав активно использовали раньше, однако сегодня он стал менее популярен. Это связано с трудной доступностью компонентов, а также длительностью приготовления состава. Среди современных аналогов такой смеси —перемолотое стекло.
• Бура в чистом виде. Используется в условиях высокой температуры. Объяснить это можно тем, что песок может не выдержать большого нагрева и начать плавиться. Бура же, в отличие от него, хорошо справляется с поставленной задачей.

Все добавки популярны и по-своему востребованы. У каждой из них есть преимущества и некоторые особенности. Однако самая популярная среди них — это бура. На ней остановимся подробнее.

Что такое бура и зачем нужна

Боракс или бура — кристаллообразный порошок светлого цвета. Представляет собой неорганическое соединение, натриевую соль борной кислоты, полученную из минералов природного происхождения.

Довольно часто ковка посыпается смесями с 5-10% буры в составе. Предварительно этот компонент избавляют от влаги (с помощью прокаливания). Это условие необходимо для качественной работы, создания изделия, которое прослужит десятилетия, не утратив своего вида.

К преимуществам тетрабората натрия относят безопасность использования. Это вещество хорошо зарекомендовало себя не только при ковке, но и при производстве моющих, косметических средств, цветного стекла и другой продукции.

Бура входит в состав флюса, используемого в золотодобыче, а также в ювелирном деле, при производстве дамасской стали. Элемент, применяемый во время ковки, делят на два вида:

• Кристаллический порошок, с помощью которого удается равномерно распределить флюс в уязвимых местах, тонким и ровным слоем.
• Раствор, который требуется для пайки и ковки небольших деталей. Здесь уже ничего не посыпается. Сами детали окунаются в состав.

Как использовать порошки

Многие ковкие металлы, используемые в качестве первичного сырья, имеют высокую активность. Во время обработки на них выступает оксидная пленка. И даже если кузнец убрал ее, она может появиться повторно. Как быть в такой ситуации?

Во время работы флюс смешивается с окалиной. В результате этого образуется защитная смесь, которая не допускает появления оксидной пленки. Особую активность в этом отношении проявляет алюминий. Использование флюса во время работы с ним является обязательным.

Выбор качественного флюса важен. А вот сама температура ковки зависит от того, какой материал обрабатывается. До нагрева ковкого металла необходимо изучить условия его обработки. Кроме того, важно следить за тем, чтобы в процессе накаливания материал приобретал желтый оттенок.

Как только металл достиг нужной температуры, необходимо убрать его из кузницы. На следующем шаге происходит обработка сыпучей смесью. Это может быть обычный речной песок или песок, смешенный с бурой.

Этот этап обработки максимально важный и пропускать его нельзя. Любой выбранный флюс работает в качестве восстановителя, а, следовательно, предотвращает дальнейшее окисление металлической поверхности.

За обработкой поверхностей флюсом наступает следующий шаг. Ковкий металл возвращается обратно в кузницу. Если там материал начинает искриться, это значит, что его больше не нужно раскалять, либо то, что качество смеси было недостаточно высоким. При правильном выборе флюса сама ковка станет более простой и комфортной. Готовое изделие получит высокое качество и привлекательный вид.

Область применения буры

Тетраборат натрия, он же боракс, имеет широкую область применения. Во время плавки и пайки ковких металлов он используется в качестве флюса. Кроме того, он распространен при производстве эмали, глазури, стекол и др.

Этот порошок используется в фармацевтических целях, поскольку считается полностью безопасным и экологичным. Также он представляет собой природный консервант и надежное средство для дезинфекции.

Другие области его применения:

• создание строительных материалов для утепления;
• основа для покраски;
• производство косметики и бытовой химии;
• основа для выпуска бора.

Преимущества буры в кузнечном деле

Флюсовые смеси незаменимы при кузнечной ковке и пайке, а их частым компонентом выступает бура. Последняя представлена в виде порошка и активно продается на рынке. Ее основная ценность заключается в температуре плавления, доходящей до 800-900°C. Ниже рассмотрим преимущества буры в кузнечном деле. К плюсам относят:

• наибольшую простоту и безопасность для использования в качестве флюса, по сравнению с другими добавками;
• повышение качества сварных швов;
• предотвращение окисления свариваемых поверхностей;
• отсутствие загрязнений в стыках, а также появления пор;
• невысокую стоимость.

Этот материал не вредит здоровью, при соблюдении несложных требований во время работы. За счет быстрого разжижения он ускоряет процесс ковки.

Безопасность при работе с бурой

Бура не опасна с точки зрения взрывов и пожаров. Токсичность минерала умеренная, что связано с наличием в составе борной кислоты. Частички буры могут попасть в организм через аэрозольное распыление, а также в виде пыли. Это может привести к раздражению слизистых.

Основные правила при работе с бурой:

• не рекомендуется есть, пить, а также принимать пищу, контактируя с этим минералом;
• хранить буру следует в закрытых помещениях, в упаковках или специальных контейнерах;
• срок хранения минерала составляет всего шесть месяцев.

Также не стоит забывать про средства индивидуальной защиты. Речь идет про спецодежду, специальные очки и защитные перчатки. Кроме того, главное — не раскалять материал, соблюдать температуру работы с ним.

Пример: как ковать сварной шов

Рассмотрим, как ковать сварной шов за несколько шагов:

1. Необходимо подготовить материалы. На этом же шаге следует проверить температуру ковки выбранного металла. Во время нагрева они должны желтеть. Однако нагревать материал после этого не следует. Это может привести к окислению и, как следствие, разрушению металла.
2. Флюсование. На этом шаге нужно достать материалы из кузницы и обработать их флюсом. Последний служит некой защитой, которая предотвращает образование окиси на материале. Можно сказать, что флюс — это восстановитель.
3. Нагрев. Вслед за обработкой ковкий металл возвращается в кузницу и доводится до ярко-желтого цвета. Однако здесь важно не передержать его. В противном случае металл заискрит. Здесь еще раз напомним, что у каждого материала — своя температура сварки, и ее нельзя игнорировать.
4. Соединение, забивание. Необходимо достать элемент из кузницы, когда он достигнет ярко-желтого цвета. Это произойдет довольно быстро, поэтому нужно быть готовым. Далее можно соединить детали проволокой, выполненной из металла. Это нужно сделать до того, как сформируется основной сварной шов. Далее деталь подносят к молотку или к гидравлическому прессу. Здесь нужно следить за силой удара, за тем, чтобы сварной шов не сместился.

Довольно часто можно встретить вопрос о том, существует ли альтернатива боракса. Самый старый «предшественник» — мелкодисперсный кварцевый песок. Его использовали несколько десятилетий назад, до изобретения боракса.

При какой температуре плавится бура? Как и другие материалы, боракс имеет свои собственные характеристики. Плавится он при температуре около 741 °C. При таком градусе образуется стеклянное покрытие для поверхности, которую будут сваривать. Другой вопрос — какая температура необходима для самой кузнечной сварки. Большая часть сплавов алюминия плавится при температуре 800 °C.

В этой статье мы рассмотрели, чем посыпают металл во время ковки, рассказали про буру, которая часто выступает компонентном флюса. Узнать эти сведения будет полезно тем, кто интересуется работой кузнецов. Кроме того, эти знания будут полезны для качественной кузнечной сварки разных металлов.

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

Основные сведения

Кузнечная сварка представляет собой процесс создания неразрывного прочного соединения путем давления на металлические заготовки, предварительно нагретые в печи. Такую сварку еще называют горновой или сварка ковкой. Этот метод применяют для скрепления деталей из низкоуглеродистых сталей, то есть металлов с низким сопротивлением к деформации.

Процесс кузнечной сварки довольно трудоемкий, отличается низкой производительностью, поэтому не используется в промышленных масштабах.

Несмотря на эти трудности, именно горновая сварка применяется уже на протяжении долгого времени при подковке лошадей и изготовлении сельскохозяйственного инвентаря.

С помощью ковки можно быстро починить (соединить) детали в полевых условиях — ударный метод хоть и не создает супер прочного стыка, но позволяет временно устранить поломку.

Общие сведения

Рассмотрим вкратце, какие изменения происходят в металле при повышении его температуры, на примере углеродистого калия.

При повышении температуры alpha-железо (обычное), достигнув некоторой критической точки Ас3, переходит в gamma-железо, в котором прекрасно растворяется углерод в больших количествах.

По ходу этого процесса цементит и перлит пропадают, а углерод равномерно распределяется по всему объему металла, плавно переходя в однородный аустенит.

При дальнейшем росте температуры, зерна металла начинают увеличиваться, вследствие чего границы между ними исчезают и мелкие зерна срастаются в крупное зерно, уменьшая общую свободную поверхность. В этот момент как раз и начинаются сварочные работы, по ходу которых в пограничной зоне образуются новые кристаллические зерна, заимствующие материал для своего увеличения у обеих соединяемых частей, тем самым уничтожая физическую границу раздела между ними.

  4 вида сварки полуавтоматом без газа

Прочность сварки увеличивается прямо пропорционально с ее температурой и давлением, но только в соответствующих пределах. При излишне высокой температуре возможен перегрев металла, вследствие чего отдельные структуры составляющих плавятся, и сварное соединение теряет свою максимальную прочность.

Качество свариваемости давлением в пластическом состоянии зависит от вида металла. Так, прекрасную свариваемость имеет низкоуглеродистая сталь, а материал, содержащий в себе больше 0,7% углерода, наоборот, очень плохо сваривается давлением. Также, трудно свариваемыми являются цветные металлы и легированные стали, а чугун в пластическом состоянии сварить почти невозможно.

Особенности процесса

Технология горновой сварки проста и сложна одновременно, так как необходимо всего лишь нагреть заготовки, тщательно проковать шов и выполнить отделку (если требуется). Сложность же состоит в кропотливости и монотонности, что требует колоссального терпения от сварщика. В результате, при должном терпении и усердии, получается прочный и плотный шов.

Не стоит забывать о том, что ковке поддаются не все металлы. Цветные металлы и их сплавы образуют пористое хлипкое соединение, такой же результат при обработке легированных сталей.

Стоит отметить, что чугун и его вариации абсолютно не поддаются кузнечной сварке.

Нагрев

Началом сварочного процесса становится нагрев деталей до определенной температуры в специальных печах, топливом для которых может служить каменный или древесный уголь. В приоритете, конечно, древесный — в нем очень низкое содержание серы, избыток которой ухудшает качество шва, делает его более пористым.

Каменный уголь применяется только в просеянном виде и реже, в нем содержится до 1% серы. Для равномерного и быстрого испарения серы во время горения угольные фракции должны быть примерно одного размера.

Для испарения серы уголь должен прогореть какое-то время. Только потом в огонь можно поместить металлические заготовки. Низкоуглеродистые металлы нагревают до 1300-1400°С.

Определяют степень нагрева по цвету раскаленного металла — в указанном диапазоне цвет колеблется от ярко-желтого до ярко-белого.

Металлы с высоким содержанием углерода нагревают до 1200°С, определяя нужную степень нагрева по ярко-белому цвету с желтыми прожилками.

Во избежание прожога на заготовки наносят специальный состав — флюс. В качестве флюса чаще всего используют просеянный речной песок, который можно смешать с поваренной солью или бурой. Можно также приобрести состав в магазине. Наносить флюс необходимо тонким слоем непосредственно в момент нагрева, так намного ниже вероятность образования шлака.

Для высокоуглеродистых металлов флюс желательно смешивать с ферромарганцем или железными опилками, так как эти добавки поглощают избытки углерода и способствуют укреплению сварного шва.

При потребности в соединении разных металлов, нагрев стоит осуществлять с той детали, в которой меньше содержание углерода, так как ее потребуется дольше нагревать. Вторую заготовку следует нагревать чуть позже.

  Где и как используют фиксаторы резьбы?

Ковка

После достижения требуемой степени нагрева металлических заготовок, наступает процесс ковки. Ковка представляет собой частые ритмичные удары по состыкованным деталям, которые располагаются на наковальне. Процесс правильной ковки выглядит так:

• Сразу после нагрева детали необходимо 1-2 раза стукнуть о наковальню для сбивания образовавшейся окалины. Некоторые используют для этого металлические щетки.
• Детали быстро прижимают друг к другу и укрепляют стык, слегка ударив по нему кузнечным молотом.
• Чтобы металл не окислился соединение деталей должно быть плотным, а удары молотом частыми и ритмичными с постепенным увеличением силы.
• Для большей прочности детали проковывают от центра к краям не уменьшая частоты ударов. Ускорить процесс помогает одновременная работа двух или более кузнецов.

Подобная последовательность обеспечит достаточно плотное и монолитное соединение. Встречаются кузнецы, которые несколько раз нагревают и проковывают заготовки. Не стоит отрицать, что готовое изделие выглядит более однородным, но существует опасность разрушения шва. Необходимо оценить уровень мастерства прежде, чем совершать подобные манипуляции.

Отделка

В редких случаях в кузнечной сварке применяется внешняя отделка готового изделия. В основном, такой этап популярен в художественной ковке. Для улучшения внешнего вида используют пасту для полировки, щетки с металлическим ворсом, пасту ГОИ. Также для более эстетичного вида изделия можно применить полировку, кварцевание, патинирование.

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.

Варианты соединения

Для более прочного шва, в горновой сварке используют шесть типов соединения заготовок:

1. Внахлест. Самый популярный метод. Прочность соединения достигается за счет высадки (деформации) концов деталей с последующей их накладкой друг на друга.
2. В обхват (в разруб). Этот способ считается самым надежным. Концы заготовок (чаще всего это металлические стержни) высаживаются, после чего одну деталь разрубают вдоль и раздвигают образовавшиеся концы. Конец второй заготовки формируют так, чтобы он легко вошел в разруб. После чего осуществляют процесс сварки по привычной технологии.
3. Сварка встык считается самой недолговечной. Производится в случае необходимости соединения поперечной и продольной деталей или невозможности осуществления любого другого способа. Концы заготовок нагревают, соединяют, после чего ударами с торцов укрепляют соединение.
4. Для монолитного скрепления заготовок из листовой стали наиболее востребованным является метод сварки в расщеп. Торцы обеих заготовок дважды разрубают, отгибают получившиеся «лепестки» и уже потом нагревают и проковывают.
5. Сварка с «шашками» актуальна для соединения деталей, у которых отсутствует часть. Такие вставки выполнены из малоуглеродистой стали, благодаря чему легко заполняют пустой участок. Для более прочного соединения удары наносят сильно.
6. Кольцевая сварка. Для сварки колец часто используют сталь круглого сечения. Прут сгибается до нужного диаметра, торцы заготовок высаживают до плоского состояния, а потом производят сварку по типу внахлест.

Преимущества и недостатки

Современные кузнецы активно используют метод кузнечной сварки, но у нее есть положительные и отрицательные моменты. Среди преимуществ отмечают:

• возможность соединения практически любых металлов и сплавов, даже нержавейки;
• нагрев ниже точки ликвидуса позволяет сохранить свойства металла без изменения состава;
• правильная ковка обеспечивает плотность соединения, уменьшает его зернистость, а также способствует удалению (уковке) пустот в шве.

У данного метода имеются и недостатки:

• низкая производительность;
• высокая вероятность возникновения дефектов;
• медленный нагрев.

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.

  Защита от коррозии: цинком, кадмием, никелем, свинцом

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

Сфера применения

Несмотря на то, что ранее кузнечная сварка была востребована в любой области, сейчас столь трудоемкий процесс встречается редко. Основной областью применения горновой сварки остается художественная ковка для изготовления дизайнерских изделий.

Не менее популярна сварка ковкой и у коллекционеров холодного оружия. Клинок работы известного мастера стоит немалых денег. Выковать же кинжал, нож или меч по типу «дамасской» стали могут только настоящие профессионалы своего дела.

Постоянной сферой применения кузнечного типа сварки является сельскохозяйственная отрасль. Подковы для лошадей, изготовление плугов, топоров и прочего инвентаря.

Кузнечная сварка — процесс долгий и трудоемкий. Несмотря на то, что этот метод не востребован в промышленных масштабах, популярность его достаточно высока.

Доступность оборудования прибавляет преимуществ горновой варке, а легкость обучения работе этим методом можно считать главным преимуществом.

Изделия же, изготовленные при помощи горновой сварки являются уникальными, несут в себе частицу души мастера и просто радуют глаз окружающих.