Сварка кованных изделий

Современное представление о кузнечной сварке

Сварка известна в мире уже много столетий, ведь она позволяет неразрывно скреплять детали из разных металлов. До недавнего времени, примерно до двадцатого века, основным методом прочного соединения металлов являлась кузнечная сварка. С развитием технологий открылись новые возможности, появились аппараты для электрической сварки, и постепенно, сварка ковкой отошла на дальний план. В последнее же время вернулся спрос на кованые изделия, изготовленные именно в кузнице. Поэтому стоит рассказать об этом типе сварки подробнее.

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.

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.

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.

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.

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.

Сварочные работы – как варить

Главная страница » Сварочные работы — как варить

Читайте также  Кованые фигуры из металла

Как варить чугун инвертором

Чугун – сплав железа и углерода, который очень плохо варится по причине содержания там второго компонента в объёме от 2% до 6% (сталь имеет тот же химический состав, но углерода в ней до 2% и она прекрасно варится). Учёные и инженеры разработали технологические процессы, которые позволяют производить сварку чугуна при помощи .

Как правильно варить полуавтоматом

Чтобы правильно варить сварочным полуавтоматом, сварщик должен обладать достаточными знаниями в этой области и уметь их правильно применять. Во-первых, он должен знать основы производства сварочных работ, уметь производить подготовку металла и свариваемых деталей, правильно выбирать и устанавливать на сварочном.

Как правильно варить сварочным инвертором

Чтобы правильно и с полной отдачей (максимальным КПД) эксплуатировать любой сварочный аппарат, необходимо, хотя бы в самых общих чертах, знать его принцип действия. Вот с этого мы и начнём. Источники тока для электрической сварки. Почему выбираем инвертор Для осуществления электрической сварки применяется один из трёх.

Как приварить нержавейку к обычному металлу

Соединение деталей изготовленных из однородных металлов в плане применения электродов не вызывает особых вопросов. Однако при сваривании деталей из неоднородных металлов к вопросу подбора марки электрода для создания качественных соединений необходимо подходить более осторожно и внимательно. Например, сварщикам часто.

Как приварить лаги к столбам

Застройка на загородном участке, который только что приобретен, начинается обычно из сооружения забора. Забор необходим, прежде всего, для обозначения периметра участка, а также для того, чтобы скрыть от любопытных посторонних глаз территорию. Постройка забора является достаточно простой задачей, однако в процессе его.

Как приварить медь к стали

При изготовлении многих изделий, таких как испарители, эжекторы, конвертеры, фурмы доменных печей, химическая аппаратура, кристаллизаторы, электровакуумные приборы, и других случаях, появляется потребность соединения различных стальных деталей с медными, бронзовыми или латунными. Вопросу, как приварить медь к стали.

Как приварить алюминий к алюминию

Сваривание алюминия и изделий из его сплавов является достаточно сложным процессом, так как в процессе сваривания поверхность расплавленного алюминия моментально покрывается тугоплавкой пленкой из оксида алюминия, который исключает процесс диффузии отдельных частиц металла. Температура плавления пленки оксида алюминия.

Как приварить трубу к плоскости

На любом трубопроводе, который является магистральной конструкцией из скрепленных между собой труб при помощи соединительных элементов, так называемых фланцевых соединений, имеется как минимум два конца и каждый из них должен иметь фланцевую заглушку. Фланцевые заглушки, так же как и фланцевые соединения, имеют вид.

Как приварить сталь к чугуну

Сваривание разнородных металлов всегда требует внимательного отношения к тому, чтобы в наплавленном металле в сварном разнородном соединении не создавались интерметаллидные хрупкие структуры. Известные рекомендации основаны именно на выполнении этого условия, поэтому для некоторых комбинаций разнородных металлов.

Как приварить трубу к трубе

Монтаж трубопровода является серьезным и ответственным мероприятием. Сварочный процесс для соединения труб применяется достаточно часто. Этим способом можно соединять трубы из различных материалов, однако технология процесса в отдельных конкретных случаях будет отличаться. В промышленном и частном строительстве очень.

Применение кузнечной металлообработки и ковки деталей — технология, плюсы и минусы метода

Сварка металлических конструкций при помощи кузнечного метода считается одной из древнейших в 21 веке. У вас получается неразъемный шов, который не требует особых усилий.

Работая по методу кузнечной сварки (ковки), возможно соединение всех видов металла. Можно использовать даже нержавеющую сталь.

Шов при этом получится не слишком прочным. Вы проделаете долгий путь, чтобы получить качественное соединение. Но такой тип сварки обладает некоторыми преимуществами.

В статье изложена информация о том, что из себя представляет кузнечная сварка и о чем нужно помнить при совершении работ.

  • Общие данные
  • Технологии
  • Подогрев
    • Особенности
  • Ковка
  • Обработка
  • Подведем итоги

Общие данные

Сварка методом ковки представляет из себя сварочное соединение, которые получается под действием кузнечного оборудования.

Металл становится пластичным и на него направляется ударная волна. За последние 15 лет этот метод применяется, если речь идет о низкоуглеродистой стали.

Для того, чтобы соединение было прочным, нужно почистить металл от загрязнений и ржавчины. Шов должен создаваться без посторонних препятствий.

Такой способ металлообработки не будет отличаться высокой производительностью. У вас будет уходить достаточно много времени, если вы хотите гордиться итоговой работой.

Шов будет не идеальным, какие бы усилия не были приложены. Кузнечную сварку ковкой не используют на крупных производствах. Часто встречается ковка при частных работах.

Но простая технология позволяет отремонтировать деталь быстро, что подходит для новичка.

Технологии

Если вы хотите работать по технологии кузнечной сварки (ковки), стоит запастись терпением и временем. Один этап будет проходить долго и потребует от вас много сил.

Если все произойдет с учетом правил, вы сможете насладиться хорошим результатом. Поговорим о том, каких правил стоит придерживаться при работе.

Подогрев

Первым делом детали нужно хорошо прогреть. Это происходит с использованием специальных печек или при работе горна. Следите за тем, чтобы в источнике тепла не было посторонней жидкости, которая могла бы вызвать окисление или чрезмерный розжиг.

Возьмите уголь, изготовленный из дерева, чтобы разжечь пламя. В нем нет серы и его выбирают в 9 случаях из 10. Если будет присутствовать пепел, тогда сварочный шов при кузнечной сварке (ковке) будет неровным.

Можете использовать каменный уголь. Но учитывайте, что в нем может быть до одного процента серы. Фракции должны быть одинаковых размеров. Выбирайте мелкий уголь, который предварительно просеялся.

Для начала в печку отправляются угли. Они качественно прогреваются, чтобы немного серы испарилось. После этого прогреваются окончания деталей. Они подлежат дальнейшей стыковке. Детали прогреваются до 1400 градусов.

Если вы работаете с низкоуглеродными компонентами, то они окрасятся в белый оттенок. Если углерода в избытке, тогда не нужно увеличивать температуру больше, чем до 1200 градусов. Из белого он превратится в желтое изделие.

Высокие показатели применимы только при подогреве элементов. Когда происходит ковка, температура будет уменьшена. Металл может перегреться, и вы получите окалину.

Чтобы этого не произошло, следует проводить сварку со флюсом. Он продается в магазине. Можете использовать для этих целей песок, добытый из реки. Его нужно предварительно очистить и просеять.

Особенности

Не используйте большой слой минерала при кузнечной сварке ковкой, потому что он до конца не прогреется. Вы рискуете получить объемный шлак. Его насыпают тонким слоем.

Возможно соединение песка с бурой. В итоге вы избежите появления примеси. Если вы работаете с углем высокого качества, не нужно в него ничего добавлять. Когда нет возможности купить буру, применяйте обычную соль.

Если вы берете маленькую деталь для кузнечного сваривания (ковкой), можно не применять минерал. Чтобы выбрать такой метод, следует прогреть деталь и быстро поместить ее в песочное соединение.

Сыпучая смесь перед этим помещается в металлический контейнер и размещается на горне. Из-за того, что температура песка увеличится, разница в показателях будет незначительной.

Во время того, как прогревается песок, вы получите шлак. Он стекает по мере прогревания. Необходимо контролировать, чтобы смеси было в достаточном количестве. За всю процедуру подсыпайте ее до трех раз. Не нужно освобождать деталь из пламени.

Иногда флюс соединяют с опилками. Это случается, когда деталь содержит большой объем углерода. Некоторые мастера применяют ферромарганец. Кузнечный шов при этом становится более ровным.

Когда возникает необходимость кузнечной сварки (ковки) конструкций из разного материала, стоит придерживаться правил. Первым делом нагревайте деталь, в которой меньшее содержание углерода. Спустя некоторое время подвергайте нагреву вторую конструкцию.

Читайте также  Сталь листовая оцинкованная

Ковка

После того, как вы нагрели деталь, разместите ее на наковальне. Мгновенно необходимо совершить уверенные удары по устройству, чтобы очистить деталь от мусора. После этого поместите две прогретые детали рядом и легко ударьте специальным молотом.

Чтобы металл не окислился, необходимо совершать частые и ритмичные удары. Детали при этом должны быть соединены надежно. После этого бейте по заготовке сильнее, но не теряйте ритм.

Высокая сила удара позволит обеспечить плотную стыковку и получение единой формы деталей. Они окончательно соединятся друг с другом. Чтобы увеличить плотность, нужно ковать не только окончания конструкции.

Уделите внимание всем участкам. Проковка начинается в середине конструкции и плавно движется к ее краю. Это обеспечит равномерное выделение шлака.

Когда ковка окончена, можно прогреть готовую конструкцию еще раз. После этого многие мастера повторно выполняют ковку. Не стоит переусердствовать и прогревать детали слишком часто. Это может привести к тому, что швы будут непрочными.

Обработка

Когда речь идет о производстве (сварке) художественных изделий, тогда невозможно обойтись без отделочных работ. Это позволяет сделать конструкцию привлекательной.

Если для вас это важно, вы можете провести отделку готового материала. Для этого понадобится кузнечный инструмент.

Этот этап не считается обязательным, но может применяться в редких случаях. Также детали изредка полируют и кварцуют, когда производится ремонт.

В этом помогают щетки, что содержат ворс из металла. Паста для полировки позволяет сделать конструкцию гладкой.

Подведем итоги

Сварка при помощи кузнечного метода (ковки) позволяет соединять металлы быстро. Такие случаи известны, когда идет речь о кузнечном изготовлении ножевых изделий, а также конструкций из нержавеющей стали.

Несмотря на то, что метод теряет свою актуальность, он считается особенным. Об этом позволяет говорить ручная работа, которая повсеместно применяется в кузне.

Современные сварочные методики могут похвастаться практичностью и скоростью выполнения. Кузнечная металлообработка (ковка) придает изделиям особенный статус.

А вам удавалось поработать с этим методом? Какие были впечатления? Пишите свое мнение в комментариях. Желаем успехов!

Кузнечная сварка и сварка ковкой

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.

Читайте также  Покраска оцинкованного металла своими руками

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!

Основы кузнечной и художественной сварки

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

Кузнечная сварка является одним из древнейших способов неразрывного соединения металлов. Кузнечную или горновую сварку человечество применяло на протяжении почти трех тысяч лет как единственную для изготовления различных изделий из железа, пока не научилось его расплавлять, освоив еще и литейную сварку. А вот с развитием технологического прогресса появились другие эффективные способы соединения металлов между собой, поэтому сварка ковкой практически перестала применяться в промышленном производстве.

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.

Особенности 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.

Способы кузнечной сварки

  • встык;
  • внахлест;
  • в обхват.

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.

Сферы применения

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

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.