Кузнечная сварка с бурой



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:

  • растворяет оксиды и защищает от интенсивного образования окалины;
  • облегчает удаление окалины и очистку металла при дальнейшей обработке;
  • исключает пережог металла;
  • улучшает качество сварных швов;
  • ускоряет процесс ковки и пайки;
  • предупреждает образование пор и загрязнений в местах стыка свариваемых заготовок.

    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:

  • бура, она же тетраборат натрия, она же боракс;
  • чугунная крошка;
  • поваренная соль;
  • ферромарганец;
  • тонкодисперсный уголь, он же активированный уголь ОУ-В.

    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.

    Читайте также:  Замена мотора шуруповерта на более мощный

    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:

  • разогреть металлические заготовки в горне или печи. Важно использовать топливо с низким содержанием серы, например, каменный уголь или каменноугольный кокс;
  • если нужно соединить заготовки с разным составом, сначала нагревается та, в которой содержание углерода ниже;
  • теперь металл, раскаленный до температуры 950-1050 °С, посыпается тонким слоем флюсовой смеси на расстоянии около полуметра от открытого огня. Мелкие детали можно просто воткнуть в песок, который должен быть в металлическом ящике на горне;
  • то, чем посыпают металл, способствует образованию шлака, который будет стекать. Это может плохо повлиять на качество ковки, поэтому посыпать заготовки флюсовой смесью нужно еще 2-3 раза при дальнейшем нагреве, не вынимая из огня;
  • при достижении заданной температуры раскаленные добела заготовки вынимают из горна и ударами о наковальню отбивают шлак;
  • затем соединяют детали легкими частыми ударами молота. При этом остатки шлака выдавливаются наружу;
  • завершают процесс частыми и сильными ударами по месту стыковки металлических элементов.

    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.

    Источник

    Кузнечная сварка: особенности и технология процесса

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

    Особенности

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

    Читайте также:  Коронные сверла по дереву

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

    Разновидности

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

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

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

    Применение

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

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

    Области деятельности, в которых востребована эта технология.

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

    Оборудование

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

    Читайте также:  Как снять отек при проколе ноги гвоздем

    Технология процесса

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

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

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

    Это основные моменты, которые нужно знать о кузнечной сварке.

    Особености и технология процесса кузнечной сварки приведены в следующем видео.

    Источник

  • Оцените статью
    toolgir.ru
    Adblock
    detector