Кузнечная сварка металла технология: технология, плюсы и минусы, применение

Кузнечная сварка

Главным достоинством кузнечной сварки является ее технологическая простота. Горн и молоток, да еще горсть песка в руке опытного кузнеца — вот и вся технология. Главный же недостаток этой древнейшей технологии — невозможность сварки большинства легированных, более прочных сталей. Только железо и малолегированные стали могут применяться при изготовлении Дамаска с использованием кузнечной сварки. Окисные пленки, содержащие много хрома, не удаляются обычными флюсами, поэтому прочного соединения этим методом высокохромистых сталей добиться не удается.

Чтобы обойти этот «запрет» на применение высоколегированных сталей, для оружейной деятельности приходится использовать некоторые виды вакуумной технологии. Поскольку окисления предварительно зачищенных поверхностей при нагреве в вакууме не происходит, то становится возможной сварка высоколегированных, в том числе нержавеющих, сталей. Естественно, исполь-зование всех видов флюсов при этом становится излишним.

Известен метод диффузионной сварки в вакууме, разработанный профессором Н.Ф. Казаковым. По этому методу соединяемые пластины шлифуются, складываются стопкой, нагреваются в вакуумной камере и сдавливаются прессом. После выдержки раскаленных пластин под давлением в течение нескольких минут в результате диффузии элементов образуется прочное соединение. Сваренный таким образом пакет расковывается на пластины, которые снова шлифуются, свариваются и так до тех пор, пока не получится нужное количество слоев. Используя этот метод, можно изготавливать Дамаск из нержавеющих, быстрорежущих и иных высокопрочных сталей. Пожалуй, главный недостаток диффузионной сварки — большие отходы металла при шлифовке перед сваркой (до четверти пакета превращается в пыль за один цикл). 

Кузнечной сваркой называется процесс соединения кусков металла, нагретых до пластического состояния, с применением внешнего давления. Как известно, сталь, нагретая до определенной температуры, обладает пластическими свойствами; если температуру повысить настолько, чтобы поверхность нагреваемого куска приняла тестообразный вид, то такие два куска, будучи прижаты друг к другу, сварятся, т. е. образуют одно целое.

Энергичная проковка свариваемых частей является также основным условием доброкачественной сварки. При сварке нужно делать сильные и быстрые удары, так как только при этом условии удается достигнуть тесного соприкосновения между свариваемыми частицами при наивысших температурах. Кроме того, нагревание стали до сварочного жара вызывает крупнозернистое ее строение в нагреваемых местах. Сильная проковка измельчает зерно и этим улучшает качество свариваемого места изделия.

Следует помнить, что хорошая сварка удается только при достаточно высокой температуре, поэтому ее надо вести до конца при такой температуре. Это может быть достигнуто в том случае, если сварка ведется быстро.

Последняя операция сварки — отделка поверхности сваренного места — производится с помощью обжимок и обкаток, что зависит от конфигурации свариваемого изделия и от способа сварки.

Свариваемостью обладают не все металлы, например, свинец не сваривается. Далеко не все стали обладают хорошей свариваемостью. Чем меньше примесей содержит сталь, тем лучше она сваривается. Чистое железо способно свариваться хорошо, но всякая примесь в железе ухудшает это свойство. С увеличением содержания углерода в стали свариваемость ухудшается. Свариваемость понижается также с увеличением в стали фосфора, серы, хрома, меди и т. д. Содержание марганца в стали до 0,6—0,8% улучшает свариваемость, поэтому если в стали имеется марганец, то содержание углерода может быть повышено.

Рекомендуется следующее предельное содержание примесей в стали, при котором можно получить хорошую сварку: углерода 0,2—0,3%, но не более 0,5%; кремния не более 0,2%; марганца 0,6—0,8%; фосфора и серы как можно меньше, но не более 0,05%. Если требуется сварить сталь с содержанием углерода больше 0,2—0,3%, то к сварочному флюсу прибавляют опилки из мягкой стали, которые содержат небольшое количество углерода. В этом случае в месте сварки металл обезуглероживается, что и дает возможность сварить изделие.

Кузнечная сварка без использования сварочного оборудования

Содержание:

Горновая сварка считается древнейшим видом сварки давлением. Почти три тысячелетия население нашей планеты пользовалось железом, при этом, не умея его расплавить. В связи с тем, что линейная сварка, хорошо известная на то время, не подходила для этого материала, специально для железа была изобретена горновая сварка. Активной и широкой популяризации данного вида сварки, а также ее развитию, помимо всего прочего способствовал и способ производства железа, который существовал многие тысячелетия вплоть до второй половины XIX века.

Суть горновой сварки заключается в том, что сталь нагревают до температуры 1100-1300°C, при которой она становится пластичной, после, нагретая сталь подвергается сдавливанию в процессах ковки (кузнечной сварке), прокатке, прессованию, волочению и т.д.

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 Ас

3, 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.

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.

Технология сварки

Высокие температуры для нагрева места сварки не нужны, и его можно осуществлять в различных печах и горнах, используя практически любой горючий материал.

В процессе нагрева, обычно поверхности деталей, подготовленных для сварки, сильно окисляются, что делает сварку невозможной. Для очищения поверхности используют химическую чистку с применением флюсов, что в сумме с окислами металла позволяет получить легкоплавкие соединения, которые, в процессе осадки, будут без проблем выдавливаться из стыка и, тем самым, позволят приводить в соприкосновение абсолютно чистые поверхности металла.

В процессе нагревания появляется железная окалина, у которой состав варьирует между окислами Fe₃O₄ и FeO, которые являются достаточно тугоплавкими и не расплавляются при температуре белого каления. Этим кислотам присущ основный характер, поэтому для их перевода в легкоплавкие соединения необходимо использовать окислы кислотного характера, которые не являются летучими и весьма стойки при сварке. При горновой сварке в качестве флюсов используются: бура Na₂B₄O₇, борная кислота B(OH)₃, поваренная соль NaCl, мелкий речной либо кварцевый песок, а также битое оконное стекло и смеси этих материалов.

Следующей операцией после нагрева и офлюсования является осадка, которая вызывает деформацию металла, способствующую смешиванию и диффузии частиц металла в свариваемых частях. Величина удельного давления, требующаяся при осадке, зависит от свойств используемого материала и температуры, при которой с ним работают. Давление осадки зависит обратно пропорционально от температуры. Осадка производится ручной либо механической проковкой мест – прессованием, прокаткой. Таким образом получают, к примеру, многослойную листовую сталь. Также, подобным способом производят биметалл.

В кузнечной сварке всегда весьма велика вероятность того, что на поверхности металла, предназначенного для сварки, останутся различные загрязнения. Именно по этому, в целях повышения качества и надежности горновой сварки, поверхность материала первоначально подготавливают и разделывают, дабы увеличить поверхность соприкосновения частей, которые будут соединены.

Достоинства и недостатки

Несмотря на то, что горновая сварка является достаточно простой в использовании и для нее не требуются какие-то дефицитные материалы, все же она начинает отходить на второй план, уступая лидерские места более современным способам сварки.

К недостаткам горновой сварки, можно отнести такие:

• медленный нагрев металла;
• сложность процесса осадки, что требует определенных навыков у рабочих;
• недостаточно большая надежность получаемого соединения.

Также, другими, менее значительными, недостатками, являются возможность значительного увеличения зерна, перегревания и пережога металла, в связи с продолжительным процессом нагрева. Помимо этого, из-за небольшой производительности горновая сварка является достаточно дорогой.

Другой разновидностью горновой сварки, в ходе которой место сваривания нагревают специальными сварочными горелками, является газопрессовая сварка. После горелок расположено устройство для осадки в форме молотов, которое проковывает шов, прокатные вальцы, сварочные ролики, катящиеся по шву и осуществляющие сварку деталей.

Невзирая на то, что сейчас появилось много современных сварок, а горновая уже гораздо менее популярна, но все же в некоторых отраслях она является приоритетной, например в производстве сварных газовых труб малых диаметров, а также инструмента, материалом для которого служит поделочная и инструментальная углеродистая сталь (топоры, ломы и т.д.).

Дополнительные материалы

Вам необходимо произвести соединение металлических деталей? Для этого нужно воспользоваться сваркой? Купите сварочный аппарат, выберете необходимый вид электродов, и набивайте руку. Это все, что необходимо для проведения сварочных работ.

Общие понятия об устройстве кузницы дома и какие необходимых инструменты нужны для ковки. Статья позволяет трезво оценить свои возможности в этом непростом и очень затратном предприятии.

Кузнечная сварка | Мир ковки

Кузнечной сваркой образуют неразъемное соединение в результате действия кузнечного ударного инструмента на металл, находящийся в пластическом состоянии. Кузнечной сваркой в основном выполняют неразъемные соединения из низкоуглеродистых конструкционных сталей с содержанием углерода до 0,3%, так как при большем содержании углерода свариваемость стали резко ухудшается.

Получить качественное неразъемное соединение кузнечной сваркой можно только при условии удаления с соединяемых поверхностей окисленных и других загрязняющих пленок к моменту ковки. Кузнечная сварка не обеспечивает высокой надежности сварного соединения, она малопроизводительна, пригодна для ограниченного количества металлов, требует высокой квалификации кузнеца и почти не применяется на заводах, где всегда имеются более эффективные методы сварки. Однако в полевых условиях при ремонте неответственных деталей машин и при ковке поковок ручной ковкой кузнечную сварку применяют достаточно часто.

Технология выполнения, кузнечной сварки следующая.

Нагрев заготовок для кузнечной сварки осуществляют в горнах или печах. При этом требуется, чтобы в очаге не было лишнего топлива, а пламя должно быть не окислительным. Наилучшими видами топлива для горна при нагреве заготовок под кузнечную сварку является древесный уголь и кокс, в которых почти отсутствует сера, снижающая прочность сварного шва. Однако в большинстве случаев применяют каменный уголь с содержанием серы не более 1% и золы до 7%. Уголь для нагрева заготовок под сварку должен быть отборным, т. е. некрупным и хорошо просеянным, так называемый «орешек». Горн нужно хорошо очистить и засыпать в него столько угля, чтобы хватило для нагрева одной заготовки под сварку. Заготовки следует загружать в очаг только после того, как уголь хорошо прогорит и большая часть серы из него уже выделится.

Подготовленные к сварке концы заготовок нагревают до температуры, несколько большей температуры начала ковки. Чем меньше углерода в стали, тем выше должна быть температура ее нагрева. Например, низкоуглеродистую сталь нагревают до температуры 1350… 1370 ˚С. При этой температуре концы заготовок, подлежащие сварке, имеют ослепительно белый цвет. При сварке стали с повышенным содержанием углерода, например при сварке лезвия топора из стали У7 с основным телом топора заготовку нагревают до температуры 1150°С. При такой температуре заготовка будет иметь белый с желтоватым оттенком цвет каления.

Кузнечная сварка: особенности и преимущества, оборудование и расходные материалы

Кузнечная сварка – один из популярных способов соединения металлов, использующийся с глубокой старины. Несмотря на значительную трудоемкость и относительно невысокую прочность шва, метод популярен и в наши дни из-за простоты процесса, возможности соединения различных металлов, в том числе и нержавейки.

Что такое кузнечная сварка?

Кузнечная сварка металлов представляет собой процесс формирования прочного соединения металлических элементов под воздействием давления и высокой температуры. Нагретые до тестообразного состояния поверхности заготовок под ударами молота проникают одна в другую, шву придается требуемая форма.

Технология сварки подразумевает пошаговое проведение таких операций:

• подготовка поверхностей,
• нагрев до необходимой температуры,
• соединение кромок под ударами молота,
• проковка для придания готовому изделию требуемой формы.

Особенности

Соединение кузнечной сваркой возможно не для всех групп металлов. Хорошо поддаются термической диффузии изделия из низкоуглеродистых марок стали, плохая – у элементов из легированных, цветных металлов и их сплавов. Соединение ковкой чугуна вообще невозможно.

Процесс относится к достаточно сложным способам, требующим определенных знаний и навыков. Опыт играет особенную роль – для формирования прочного соединения важно не допустить перегрева поверхностей, равно как и недостаточного их прогрева.

Способы

Соединение ковкой осуществляется несколькими методами:

• внахлест,
• впритык,
• встык,
• вразруб,
• в расщеп,
• кольцевой способ,
• с шашками.

Сферы применения

Несмотря на некоторые ограничения, связанные с прочностью сварочного шва, способ широко распространен у выполняющих ковку своими руками современных кузнецов.

Метод используется преимущественно для создания колец, обручей, подковки лошадей, изготовления изделий из полосовой стали.

Применение кузнечной сварки в промышленности широко не распространено, но востребовано в некоторых отраслях производства, к примеру, в изготовлении ножей и клинков, водосточных труб, элементов декора.

Оборудование и расходные материалы

Для выполнения сварочного соединения ковкой требуется специальное помещение – кузница, оснащенная следующим оборудованием и инструментом:

• горнами (стационарным и переносным),
• несколькими типами наковален, различающихся размерами и формой,
• клещами,
• мелким и крупным ударным инструментом (молотками молотами),
• емкостями для охлаждения заготовок и готовых изделий.

Будет полезен в работе и дополнительный инструмент – подставки, формы, скребки. Также нельзя забывать о пожарной и личной безопасности: следует приобрести огнетушитель, ИСЗ (плотный фартук и рукавицы, защитные очки).

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.

Нагрев

Важнейшим условием получения надежного шва при кузнечной сварке является поддерживание требуемого для конкретного металла температурного режима.

Температура

Температура выставляется по цвету поверхности каления. По достижении требуемого нагрева необходимо сразу же приступать к ковке, потому как передержка ведет к пережогу металла и чрезмерному образованию окалины.

Избежать пережога помогает применение флюса, наносимого на изделие в процессе нагревания. Его можно приобрести в магазинах либо вымыть и просеять речной песок без содержания глины.

Важно! Для снижения образования шлака можно использовать заранее приготовленный состав: кузнечная бура смешивается с песком.

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.

Отделка

В кузнечной сварке отделка применяется не всегда, а только в тех случаях, когда к соединенным изделиям предъявляются требования относительно внешнего вида.

Для отделки применяется специализированный кузнечный инструмент, так же может использоваться кварцевание, полировка либо патинирование.

Безопасность и правила хранения буры

Бура для ковки пожаро- и взрывобезопасна. Вещество является токсичным из-за небольшого содержания борной кислоты. Попасть в организм бура может через органы дыхания в виде пыли, при этом наблюдается раздражение слизистых оболочек.

Бура в больших количествах может привести к отравлению. Не рекомендуется в процессе выполнения работ принимать пищу, пить или курить. Не лишним будет и использование защитных очков, спецодежды, перчаток.

Бура должна храниться в закрытом помещении в заводской упаковке, хранение размолотого вещества россыпью не допускается. Срок хранения составляет 6 месяцев. Добыть ее своими руками можно в аптеке: декагидрат тетрабората натрия.

Техника безопасности

В процессе выполнения кузнечной сварки элементов в условиях производства или строительства на работающих воздействуют следующие вредные факторы:

• открытого пламени,
• искрения,
• повышенный температурный режим,
• химически активные вещества (флюс).

Рабочее место должно соответствовать требованиям техники пожарной безопасности, в процессе работы следует использовать средства защиты. Для оказания медпомощи на месте производства работ должна находиться аптечка.

Иван Аносов, сварщик, стаж работы – 30 лет: «Кузнечная сварка, несмотря на недостаточное внедрение в промышленное производство, востребована для мелкосерийного или единичного изготовления деталей. Экономичность и многообразие способов, возможность применения для соединения изделий из нержавеющий стали обуславливают популярность метода в небольших мастерских».

Про другие виды сварки читайте на нашем сайте:

• Особенности технологии механизированной сварки.
• Технология и принцип действия импульсной сварки.
• Особенности технологии электродуговой сварки.
• Сварка на электронно-лучевых установках.

Загрузка…

Кузнечная сварка стали – steel-guide.info

Кузнечная сварка – это процесс неразъемного соединения нагретых кусков металла с применением внешнего давления. Ее еще называют горновой сваркой. Сталь при нагреве до определенных температур становится тестообразной. Куски такой стали, крепко прижатые друг к другу, вполне нормально свариваются.

Эта технология известна с древнейших времен.  Для изготовления копий и мечей, а также серпов и кос, древние мастера брали небольшое количество ценной и редкой высокоуглеродистой стали для изготовления острия или лезвия, а затем вставляли его в более мягкое и дешевое железо. Затем все это нагревали до высокой температуры и тщательно проковывали до получения единого цельного изделия.

Древнее железо, еще до бессемеровского процесса, называли сварочным железом, потому что его получали путем ковки, то есть по существу той же кузнечной сварки, из нескольких небольших кусков так называемого пудлингового железа.

До недавних пор кузнечная сварка широко применялась в сельских и колхозных кузницах для ремонта сельскохозяйственной техники.

Кузнечная сварка встык, внахлестку и в обхват

Свариваемые концы утолщают для того, чтобы при проковке после сварки довести сечение до заданного размера сечения кольца. Чаще всего кузнечную сварку производят встык, внахлестку или в обхват (рисунок 1). Во всех случаях торцы имеют выпуклую форму. Это нужно для того, чтобы шлак, который образуется при сварке, выжимался наружу.

Рисунок 1 – Подготовка концов для кузнечной сварки:
а – встык, б – внахлестку, в – в обхват

Кузнечную сварку применяют, например, при изготовлении, колец (рисунки 2 и 3).

Рисунок 2 – Кольцо, изготовленное с помощью кузнечной сварки

Рисунок 3 – Изготовление кольца кузнечной сваркой

Другим способами кузнечной сварки являются сварка врасщеп и сварка с помощью так называемых шашек.

Кузнечная сварка врасщеп

Сварку врасщеп применяют, когда надо из полосовой стали изготовить, например, стальные шины для телеги. Перед сваркой концы полосы оттягивают и разрубают (рисунок 3). Затем концы соединяют с перекрытием, нагревают до сварочной температуры и проковывают. За счет большой поверхности соединения такая сварка получается довольно прочной.

 Рисунок 4 – Сварка в расщеп:
а – разрубание полосы, б – соединение концов

 Кузнечная сварка с шашками

Сварку с шашкой применяют для соединения крупных деталей, обычно колец. Концы детали отковывают с наклоном 30-40º (рисунок 5). Из той же стали и с тем же наклоном выковывают вставные детали – шашки. Место сварки нагревают до сварочной температуры и проковывают под молотом.

Рисунок 5 – Кузнечная сварка стали с шашками

Температура кузнечной сварки стали

Для кузнечной сварки деталь нагревают до температуры, близкой к температуре плавления: сталь с содержанием 0,1 % углерода – до  1400-1450 ºС, сталь с 0,4 % углерода – до 1320-1370 ºС. Важно максимально точно определять эти температуры, так недостаточный нагрев приведет к непровару, а излишний нагрев – к пережогу или даже расплавлению.

Нужную температуру опытные кузнецы улавливают по цвету каления: около 1300 ºС – ярко-желтый цвет, а около 1400 ºС – уже ярко белый. При достижении нужной температуры нужно немедленно начинать ковку, так продолжительная выдержка может привести к пережогу стали.

Применение флюса при кузнечной сварке

Нагрев стали вызывает ее окисление и она покрывается окалиной, которая препятствует сварке. Поэтому свариваемые концы обычно посыпают флюсом. В качестве флюса в сельских кузницах применяют кварцевый песок с примесью буры и поваренной соли. При высокой температуре флюс соединяется с окалиной и образует слой шлака, который и защищает поверхность сварки от оксисления. При низком содержании углерода в стали флюсы часто не используют, так как температура плавления такой стали выше, чем у ее окисида.

Перед началом сварки шлак удаляют стальной щеткой, а остатки выдавливаются при последующей ковке. Для хорошей сварки сваренное место хорошо проковывают ударами молотка.

Стали для кузнечной ковки

Обычно кузнечной сварке подвергают только мягкие стали. Очень хорошо сваривается сталь с содержанием углерода до 0,2 %, удовлетворительно – сталь с содержанием углерода до 0,5 %. Другие стали сваривают обычными методами сварки – электрической или газовой.

Источники:
1) А. А. Шапиро Пособие для сельского кузнеца, 1967.
2) J. DeLaRonde Blacksmithing: Basics for Homestead, 2008

Устройство и оборудование японской кузницы

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

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

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

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ КОВКИ ЯПОНСКИХ МЕЧЕЙ

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ КОВКИ ЯПОНСКИХ МЕЧЕЙ

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ

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

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

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

ИЛ СО ДНА ВОДОЕМОВ

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

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

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

ПЕПЕЛ РИСОВОЙ СОЛОМЫ

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

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

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

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

Кузнечная сварка и пайка – Осварке.Нет

Кузнечная сварка существовала с 4-3 тысячелетия до н. э по X-XIII век. Наиболее старые археологические доказательства существования кузнечной сварки нашли у остатков племен, живших на территории Украины и Бессарабии. Кузнечную сварку использовали для создания частей оружия, шипов, амулетов и нашивных бляшек. Применялась сварка меди.

Соединение железа делали неоднократным проковыванием частей кричного железа, выжимая шлак из криц. Так добивались соединения разных частей железа в железном веке.

Позже в Восточной Европе были найдены биметаллические кинжалы датированные VIII-VII веком до нашей эры. Ручку кинжала, его навершие и перекрестье выливали из бронзы. Лезвие делали из железа. Чтобы получить долгий меч необходимо было внахлестку соединить заготовки коротких криц.

Рис. 1. Биметаллические кинжалы изготовлены кузнечной сваркой

В эпоху скифов (VII-III вв. до н. э.) научились получать большую твердость режущей кромки меча благодаря науглероживанию металла. Для улучшения свойств лезвий применяли кузнечную сварку из разнородных металлов. Придавали необходимую форму орудию и увеличивали размеры.

Рис. 2. Скифские орудия

В этот период стали популярны ювелирные украшения из золота, серебра, бронзы. Для соединения частей ювелирного изделия применялась кузнечная пайка.

Известная скифская серьга найденная у кургана возле Феодосии была изготовлена пайкой. На серьге изображено четыре мчащиеся лошади с богиней Никой и другие фигуры.

Болгарские племена освоили пайку свинцово-оловянистым припоем для соединения серебра, золота, бронзы. Также применяли кузнечную сварке для изготовления орудий труда и оружия

Сарматские племена использовали сварку из двух и более полос для создания мечей. Они использовали закалку и отпуск при изготовлении топоров, дротиков, мечей.

Рис. 3. Сарматские мечи и другие орудия

70% всех железных и стальных изделий в Древней Руси изготавливали с помощью кузнечной сварки. Для того чтобы изготовить замковую пружину приходилось соединить тонкие полоски из железа толщиной до 2 мм. Косы, серпы, резцы, мечи изготавливали соединением трех полос — стальная внутрь и железные наружу. Изредка встречались узоры, когда сваркой на клинок наносился рисунок. Для нанесения узоров и надписей применяли наварку из тонкой дамасской стали. У режущих орудий на железную основу приковывали стальное лезвие.

Что такое кузнечная сварка и как она работает? — Мастер сварки

Сварка — важный аспект как в области машиностроения, так и в области механической обработки. В этом цифровом мире существует множество процессов сварки, которые применяются на практике. Они могут быть ручными или полностью автоматическими. Сегодня мы познакомимся со всей концепцией кузнечной сварки. Итак, следите за обновлениями.

Что такое кузнечная сварка?

По сути, кузнечная сварка — это процесс сварки в твердом состоянии, при котором две металлические детали сначала нагреваются, а затем соединяются.Во время этой техники сварки также выполняется процесс ковки. Считается старейшим методом сварки. В прошлом веке этот процесс сварки выполнялся в основном вручную. Но поскольку технология развивается день ото дня, была изобретена автоматическая кузнечная сварка.

Источник изображения

История, лежащая в основе

Эта технология сварки является первым типом сварочного процесса, который когда-либо был открыт людьми.Он был основан примерно в 1800 году до нашей эры в Анатолии. В современном мире Турция считается важнейшим компонентом Анатолии.

Также читают:

Процесс электронно-лучевой сварки — оборудование, принцип работы со схемой

Сварка взрывом — оборудование, типы, работа, преимущества и недостатки применения

Процесс термитной сварки — основные части, принцип работы с приложением

Принцип работы

Точный принцип работы кузнечной сварки, который вы должны знать:

В этой технике сварки две металлические детали нагреваются ниже их температуры плавления.Можно также сказать, что металлы нагреваются таким образом, чтобы они достигли своего пластичного состояния. Обычно эта температура нагрева ниже 1000 ºC. Но для некоторых металлов эта температура нагрева может быть выше 1000 ºC. Эта температура нагрева может варьироваться от металла к металлу. Таким образом, здесь следует проявлять осторожность, чтобы вы не нагревали детали или металл выше температуры плавления, а просто нагревали его таким образом, чтобы он достиг своего пластичного состояния. Что после нагрева металлических деталей? После того, как процесс нагрева завершен, выполняется процесс молотка.Металлические детали забиты молотком таким образом, что они будут подвергаться процессу диффузии. Иногда вместо ударов молотком к металлическим деталям прилагается внешнее усилие, так что они идеально соединяются. Независимо от того, прикладываете ли вы внешнюю силу или выполняете удар молотком, следует позаботиться о том, чтобы на стыке образовался прочный сварной шов. Возможно, что при использовании этой техники сварки может происходить окисление на поверхности сварного шва. Итак, чтобы предотвратить это окисление, используется флюс.

Изображение выше поможет понять, как работает эта сварочная техника. Здесь вы можете видеть, что две металлические части сначала нагреваются, а затем молоток используется для соединения двух металлических частей.

Чтобы лучше понять кузнечную сварку, посмотрите видео:

Ниже приведены некоторые колебания температуры для разных металлов:

• Для кованого железа: В случае кованого железа температура нагрева должна быть чуть ниже 1290 ºC
• Для высокоуглеродистой и легированной стали: Для этого температура должна находиться в диапазоне от 1100 ºC до 1140 ºC
• Для мягкой углеродистой стали: Температура должна быть в пределах от 1250 ºC до 1300 ºC.

Ниже перечислены инструменты или оборудование, которое вам необходимо иметь при кузнечной сварке:

• Молот
• Латунь
• Манометр Блэка Смита
• Флюс
• Наковальня

Также читают:

Сварка трением с перемешиванием — принцип работы, преимущества и недостатки применения

Процесс ультразвуковой сварки — принцип работы, детали, преимущества и недостатки применения

Сварка сопротивлением — принцип, работа и применение

Заявка

Некоторые из лучших применений кузнечной сварки:

• Такой процесс сварки используется для изготовления коленчатого вала.
• Он играет важную роль в аэрокосмической промышленности. Большинство частей самолета соединены кузнечной сваркой
• Многим из нас нравится как форма, так и конструкция стволов ружья. И эта техника сварки также используется при производстве стволов для ружей.
• Велосипеды, на которых мы ездим ежедневно, также производятся с помощью этой техники сварки.
• Как упоминалось выше, в настоящее время открыта концепция автоматической кузнечной сварки.Такая сварка используется в автомобильной промышленности. С помощью такой сварочной техники создаются все виды техники, относящиеся к сельскому хозяйству.

Поскольку этот метод сварки широко используется, у него есть как достоинства, так и недостатки. Давайте внимательно посмотрим на некоторые из его преимуществ:

Преимущества

• Поскольку целью любого процесса сварки является получение сварного шва наилучшего качества на стыке, эта цель достигается с помощью этого процесса сварки.Это дает нам чистый стык легко и быстро.
• Во время этого процесса создается небольшой шум, поэтому кузнечная сварка считается лучшей среди всех сварочных процессов.
• В отличие от других сварочных процессов, этот метод сварки не требует присадочного металла.
• Хотите получать сварные швы с высокой прочностью? Тогда это идеальный процесс сварки для вас. Это приводит к сварным швам с более высокой прочностью наряду с аккуратным и кристально чистым сварным швом.

Недостатки

Так как все имеет свои достоинства и недостатки. Кузнечная сварка также имеет свои недостатки:

• Во время этого процесса сварки у вас должна быть квалифицированная рабочая сила. Его работа довольно сложна, поэтому вы должны обладать соответствующими навыками, чтобы выполнить этот процесс.

• Этот процесс сварки считается медленным, поскольку выполнение этой сварки вручную является довольно трудоемким процессом.
• Иногда существует вероятность загрязнения сварного шва коксом. Следует проявлять осторожность, чтобы такого загрязнения не произошло.

Самая большая ошибка, которую делают люди при использовании этой техники:

При выполнении этого процесса сварки люди не должны пытаться слишком сильно забивать молотком. Поскольку слишком сильный удар молотком повлияет на весь процесс сварки, вы не получите качественного сварного шва на стыке, который вам нужен.

Это все о кузнечной сварке. В этой статье мы познакомимся с принципом, преимуществами, недостатками, а также с применением этой невероятной техники сварки. Надеюсь, вы поняли эту концепцию. Если у вас есть сомнения, не стесняйтесь комментировать ниже. Мы всегда готовы помочь вам!

Как ковать Сварку, как профессионал

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

Что такое кузнечная сварка?

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

Руководство по кузнечной сварке

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

Нагрейте металлы

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

В зависимости от химического состава требуемая температура нагрева для каждой категории стали различается. У некоторых черных металлов, таких как алюминий, действительно низкая температура нагрева. Их можно легко слепить даже на мягком огне.

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

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

Спринклерный флюс

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

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

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

Снова в огне

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

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

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

Снять и закрепить

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

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

Молот до совершенства

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

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

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

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

Основное защитное снаряжение

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

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

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

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

Связанные вопросы

Можно ли сваривать алюминий кузнечной сваркой?

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

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

Что лучше — литая или кованая сталь?

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

Какая средняя температура используется при ковке стали?

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

Повышает ли кузнечная сварка прочность?

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

Подобные сообщения:

сварка | Типы и определение

Сварка , техника, используемая для соединения металлических деталей, обычно путем нагрева. Этот метод был открыт во время попыток придать железу полезные формы. Сварные клинки были разработаны в 1-м тысячелетии нашей эры, самые известные из которых были произведены арабскими оружейниками в Дамаске, Сирия.В то время был известен процесс науглероживания железа для производства твердой стали, но полученная сталь была очень хрупкой. Техника сварки, которая включала прослойку относительно мягкого и вязкого железа с высокоуглеродистым материалом с последующей ковкой с молотком, позволила получить прочное и жесткое лезвие.

В наше время усовершенствование технологий производства чугуна, особенно внедрение чугуна, ограничило сварку кузнецами и ювелирами. Другие методы соединения, такие как крепление болтами или заклепками, широко применялись для новых продуктов, от мостов и железнодорожных двигателей до кухонной утвари.

Современные процессы сварки плавлением являются результатом необходимости получения непрерывного соединения на больших стальных листах. Было показано, что клепка имеет недостатки, особенно для закрытых контейнеров, таких как бойлер. Газовая сварка, дуговая сварка и контактная сварка появились в конце XIX века. Первая реальная попытка широкомасштабного внедрения сварочных процессов была предпринята во время Первой мировой войны. К 1916 году кислородно-ацетиленовый процесс был хорошо развит, и применяемые тогда методы сварки используются до сих пор.С тех пор основные улучшения коснулись оборудования и безопасности. В этот период также была внедрена дуговая сварка с использованием плавящегося электрода, но первоначально использовавшаяся неизолированная проволока приводила к хрупким сварным швам. Решение было найдено, обернув оголенный провод асбестом и переплетенным алюминиевым проводом. Современный электрод, представленный в 1907 году, состоит из неизолированной проволоки со сложным покрытием из минералов и металлов. Дуговая сварка не применялась повсеместно до Второй мировой войны, когда острая необходимость в быстрых средствах строительства для судоходства, электростанций, транспорта и сооружений стимулировала необходимые разработки.

Сварка сопротивлением, изобретенная в 1877 году Элиху Томсоном, была принята задолго до дуговой сварки для точечного и шовного соединения листов. Стыковая сварка для изготовления цепей и соединения стержней и стержней была разработана в 1920-х годах. В 1940-х годах был введен процесс вольфрам-инертный газ с использованием неплавящегося вольфрамового электрода для выполнения сварных швов плавлением. В 1948 году в новом процессе с защитой от газа использовался проволочный электрод, который расходился во время сварки. Совсем недавно были разработаны электронно-лучевая сварка, лазерная сварка и несколько твердофазных процессов, таких как диффузионная сварка, сварка трением и ультразвуковое соединение.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Основные принципы сварки

Сварной шов можно определить как слияние металлов, полученное нагреванием до подходящей температуры с приложением давления или без него, а также с использованием или без использования присадочного материала.

При сварке плавлением источник тепла выделяет достаточно тепла для создания и поддержания ванны расплавленного металла требуемого размера. Тепло может подаваться электричеством или газовым пламенем.Сварку сопротивлением можно рассматривать как сварку плавлением, поскольку образуется расплавленный металл.

Твердофазные процессы позволяют получать сварные швы без плавления основного материала и без добавления присадочного металла. Всегда используется давление и обычно подается немного тепла. Теплота трения возникает при ультразвуковом и трении соединения, а нагрев печи обычно используется при диффузионном соединении.

Электрическая дуга, используемая при сварке, представляет собой сильноточный низковольтный разряд, обычно в диапазоне 10–2000 ампер при 10–50 вольт.Столб дуги сложен, но, в общем, состоит из катода, который испускает электроны, газовой плазмы для проводимости тока и области анода, которая становится сравнительно более горячей, чем катод, из-за бомбардировки электронами. Обычно используется дуга постоянного тока (DC), но могут использоваться дуги переменного тока (AC).

Общее количество энергии, потребляемой во всех сварочных процессах, превышает то, что требуется для создания соединения, поскольку не все выделяемое тепло может быть эффективно использовано. Эффективность варьируется от 60 до 90 процентов, в зависимости от процесса; некоторые специальные процессы сильно отклоняются от этой цифры.Тепло теряется из-за теплопроводности через основной металл и излучения в окружающую среду.

Большинство металлов при нагревании вступают в реакцию с атмосферой или другими близлежащими металлами. Эти реакции могут быть крайне пагубными для свойств сварного соединения. Например, большинство металлов при расплавлении быстро окисляются. Слой оксида может помешать правильному соединению металла. Покрытые оксидом капли расплавленного металла захватываются сварным швом и делают соединение хрупким. Некоторые ценные материалы, добавленные для определенных свойств, настолько быстро реагируют на воздействие воздуха, что осажденный металл не имеет того же состава, что и изначально.Эти проблемы привели к использованию флюсов и инертной атмосферы.

При сварке плавлением флюс играет защитную роль, облегчая контролируемую реакцию металла, а затем предотвращая окисление, образуя слой над расплавленным материалом. Флюсы могут быть активными и помогать в процессе или неактивными и просто защищать поверхности во время соединения.

Инертная атмосфера играет такую ​​же защитную роль, как и флюсы. При сварке металлической дугой в среде защитного газа и вольфрамовой дугой в среде защитного газа инертный газ — обычно аргон — течет из кольцевого пространства, окружающего горелку, непрерывным потоком, вытесняя воздух вокруг дуги.Газ не вступает в химическую реакцию с металлом, а просто защищает его от контакта с кислородом воздуха.

Металлургия соединения металлов важна для функциональных возможностей соединения. Дуговая сварка иллюстрирует все основные характеристики соединения. В результате прохождения сварочной дуги образуются три зоны: (1) металл шва или зона плавления, (2) зона термического влияния и (3) неповрежденная зона. Металл сварного шва — это та часть соединения, которая была расплавлена ​​во время сварки.Зона термического влияния — это область, прилегающая к металлу сварного шва, которая не была сварена, но претерпела изменение микроструктуры или механических свойств из-за высокой температуры сварки. Неповрежденный материал — это тот, который не был достаточно нагрет, чтобы изменить его свойства.

Состав сварочного металла и условия, при которых он замерзает (затвердевает), значительно влияют на способность соединения удовлетворять эксплуатационным требованиям. При дуговой сварке металл сварного шва состоит из присадочного материала и основного металла, который расплавился.После прохождения дуги происходит быстрое охлаждение металла шва. Однопроходный сварной шов имеет литейную структуру со столбчатыми зернами, проходящими от края ванны расплава до центра сварного шва. При многопроходной сварке эта литая структура может быть изменена в зависимости от конкретного свариваемого металла.

Основной металл, прилегающий к сварному шву, или зона термического влияния, подвергается ряду температурных циклов, и его изменение в структуре напрямую связано с максимальной температурой в любой заданной точке, временем воздействия и охлаждением. тарифы.Типы основного металла слишком многочисленны, чтобы обсуждать здесь, но их можно сгруппировать в три класса: (1) материалы, не подверженные влиянию тепла сварки, (2) материалы, закаленные в результате структурных изменений, (3) материалы, закаленные в результате процессов осаждения.

Сварка вызывает напряжения в материалах. Эти силы вызваны сжатием металла шва и расширением, а затем сжатием зоны термического влияния. Не нагретый металл накладывает ограничения на вышеуказанное, и, поскольку преобладает усадка, металл сварного шва не может свободно сжиматься, и в соединении создается напряжение.Это обычно называется остаточным напряжением, и для некоторых критических применений его необходимо снимать термической обработкой всего изделия. Остаточное напряжение неизбежно во всех сварных конструкциях, и если его не контролировать, произойдет искривление или деформация сварного соединения. Контроль осуществляется методами сварки, приспособлениями и приспособлениями, процедурами изготовления и окончательной термообработкой.

Существует большое количество разнообразных сварочных процессов. Некоторые из наиболее важных обсуждаются ниже.

Что это такое и как это работает? —

Вы хотите испытать чистый азарт от соединения металла, как это делали наши предки на протяжении тысячелетий? Я, конечно, говорю о кузнечной сварке.

Вы, наверное, видели это в фильмах. Вы знаете сцену: гигантский кузнец отбивает красный расплавленный металл, присоединяя лезвие меча к его древку.

Конечно, в кино упрощают.

Например, в кино они бьют молотком по светящемуся металлу.Но когда вы на самом деле свариваете, вам нужно быть уверенным, что вы работаете молотком мягкими, ровными движениями.

Так зачем вам изучать кузнечную сварку? Помимо удовлетворения анахроничного желания, кузнечная сварка — невероятно полезный способ соединения незакрепленной стали. Кроме того, это просто, быстро и не требует специальных инструментов или оборудования.

Для этого не нужно даже выглядеть средневековым кузнецом.

Сегодня по всему миру имеется множество установок для кузнечной сварки в чистых современных мастерских.Фактически, кузнечные технологии и роботизированные молоты продолжают развиваться! Тем не менее, в этих средневековых кузнецах есть что-то классное, не так ли?

История кузнечной сварки

Изображение Karl Allen Lugmayer с сайта Pixabay

Год 4000 до н.э., и вы выковываете вместе две части бронзового копья. Или, может быть, вы собираете орудие для выращивания стали.

В любом случае, вы — кузнечная сварка. Фактически, вы один из пионеров сварочного процесса!

Но это только начало.

В течение следующих 5900 лет человечество выковывало инструменты из бронзы, стали и других металлов. Вся эта кузнечная сварка выполнялась вручную.

XIX век

Но затем наступают 1800-е годы и современная индустриальная эра. С внедрением паровых, электрических и гидравлических технологий возникли всевозможные отрасли промышленности. Самым важным из которых, по крайней мере для мира сварки, был бессемеровский процесс производства стали.

Неожиданно кузнецы получили доступ к дешевой стали и мощным машинам, необходимым для ее изготовления.Но к концу 19-го века эти паровые молоты уступили место меньшим молоткам с электрическим приводом.

ХХ век

Вторая мировая война принесла еще один огромный сдвиг. Конец войны также ознаменовал конец индустриальной эры и начало сегодняшней информационной эры.

Когда дело доходит до кузнечной сварки (и ковки в целом), мир совершил огромный технологический скачок с появлением индукционного нагрева и твердотельных электрических индукционных нагревателей.

В индукционном нагреве используются электроды, которые пропускают электрический ток по металлу, перегревая его до тех пор, пока им нельзя будет манипулировать и сваривать.

Этот метод одновременно быстрый и дешевый. Но ему не хватает изящества, и сварка с помощью индукционного нагрева может быть беспорядочной. Не говоря уже о том, что это тоже может быть неточно.

Вот почему в конце 20 века многие люди вернулись к кузнечной сварке. Это изменение произошло не только благодаря возобновлению интереса к более традиционным технологиям ковки, но и потому, что кузнечная сварка — фантастический способ получить точные сварные швы для массового производства.

Основы кузнечной сварки

Изображение Robert-Owen-Wahl с сайта Pixabay

К настоящему времени вы, вероятно, задаетесь вопросом: «Как я могу начать кузнечную сварку?»

Не волнуйтесь, мы позаботимся о вас. Самое замечательное в кузнечной сварке то, что для ее выполнения не требуется специального государственного лицензирования. Однако, если вы хотите работать в производственном цехе кузнечным сварщиком, вам потребуется формальное обучение и сертификация в школе.

Тем не менее, если вы работаете над своими собственными проектами, вам понадобится базовое стартовое оборудование.

Что вам понадобится

Очевидно, вам понадобится кузница. Ваша кузница должна состоять из горшка, рабочей поверхности и воздуходувки.

Имейте в виду, кузницы бывают всех форм и размеров. Некоторые из них кирпичные, а другие — железные. Некоторые даже импровизируют с тормозными барабанами! Выбор кузницы зависит только от вас.

Далее вам понадобится наковальня. Использованная наковальня может стоить менее 2 долларов за фунт, так что осмотритесь, прежде чем покупать ее.

Тогда тебе понадобятся кузнечные молотки.Пиновый молоток, как и молоток шведского кузнеца Пикарда, отлично подойдет для начала. Вам также понадобится хороший набор кузнечных щипцов, чтобы добраться до кузницы.

Также вам понадобится флюс — материал, который склеит металл.

Наконец, вам понадобятся тиски. Держитесь подальше от машинистских тисков. Они развалятся под ударами молотка. Вместо этого возьмите кузнечные тиски.

Препарат

Прежде чем делать что-либо еще, вам нужно подготовить кузницу, наковальню и сталь.Начните с предварительного нагрева кузницы до 2300 градусов по Фаренгейту.

Пока ваша кузница нагревается, вы можете подготовить наковальню. Вам нужна горячая наковальня, которая предотвратит отвод тепла от сварного шва. Чтобы предварительно нагреть наковальню, нагрейте в кузнице большой кусок стали и положите его поверх наковальни.

Наконец, вы можете подготовить сталь к сварке. Вам понадобится шарф с мелкой опушкой.

Для этого нагрейте оба куска стали, пока они не загорятся оранжевым светом.Затем равномерно (не слишком сильно) ударьте молотком, чтобы сплющить концы двух металлических деталей и подготовить их для соединения

.

Сварка

Готовы ли вы перейти к хорошему?

Теперь вы можете начать собственно процесс сварки. Когда шарф будет готов, положите его в кузницу. Не кладите его прямо на угли или нагревающуюся поверхность. Вместо этого держите его над источником тепла.

Когда материал станет красивым оранжевым, посыпьте его флюсом. Флюс буры самый лучший.Это создает своего рода изоляцию, удерживающую тепло внутри стали.

Поместите сталь обратно в кузницу и нагрейте до желтого цвета. А теперь самое сложное.

Вам нужно будет удалить стальные детали, сложив шарфы вместе. У вас есть всего около двух секунд, прежде чем они начнут быстро остывать, поэтому убедитесь, что у вас все готово, прежде чем вынимать их из кузницы.

Если они не прилипают, нужно начинать заново. Если они это сделают, отлично!

Теперь аккуратно сожмите их вместе, пока они не соединятся полностью.Вы закончили первый сварной шов!

Предупреждение

Прежде чем приступить к сварке, помните, что флюс — это порошкообразное вещество. После того, как вы нанесете его на сварной шов и поместите его в кузницу, он расплавится и превратится в очень горячую стеклянную поверхность. Но некоторые детали могут остаться незакрепленными.

Когда вы вытаскиваете сварной шов из кузницы, следите за облаками пыли горячего флюса.

Независимо от вашего опыта в сварке, всегда лучше носить защитную одежду.И, прежде всего, держите домашних животных и детей подальше от себя во время ковки!

Полезные советы и подсказки

Изображение wyllyston ofman с сайта Pixabay

Кузнечная сварка может быть забавным хобби или полезным навыком. Однако небольшие ошибки здесь и там могут превратить простой сварной шов в катастрофу. Когда вы имеете дело с высокой температурой и высоким давлением, вам нужно убедиться, что вы все делаете правильно с первого раза.

К счастью, следование некоторым практическим советам по кузнечной сварке может каждый раз обеспечивать качественный сварной шов.

Наконечники сварочные

Для начала используйте уголь в кузнице. Это лучше, чем газ, и может достигать более высокой температуры, чем древесина.

Также убедитесь, что в вашей кузнице нет воздушных карманов.

Оставьте не менее четырех дюймов между углем и выбранным металлом. Прикосновение к источнику тепла может привести к попаданию мусора в сварной шов и поставить под угрозу его окончательную целостность.

Кроме того, перед сваркой почистите проволочной щеткой сталь или железо.Это поможет удалить любые загрязнения.

Наконечники нагрева

Вам интересно, как узнать, готов ли металл к сварке? Точной науки нет, но вы можете использовать цвета в качестве отличного ориентира.

Например, когда ваш металл приобретает такой же желтый цвет, что и огонь, он готов. Однако, если вы видите искры, значит слишком жарко.

При этом, если вы видите на утюге пятна, такие как соль и перец, значит, ваш металл недостаточно горячий.

Также помните, что обе части сварного шва должны быть одного цвета.

Наконец, для высокоуглеродистой стали требуются более низкие температуры, чем для низкоуглеродистой стали или чугуна.

Теперь вы готовы приступить к сварке!

Попробуйте свои силы в кузнечной сварке

Изображение idobicollection с сайта Pixabay

Готовы ли вы попробовать свои силы в кузнечной сварке? Когда вы соберете все инструменты, все готово.

Помните, что ваши первые несколько сварных швов, вероятно, будут вонять. Кузнечная сварка — это больше искусство, чем наука, и она требует как терпения, так и практики.

Вы захотите начать с дешевых железных или стальных прутков, которые можно использовать повторно. Из этого металла не получится сделать высококачественные инструменты, но вы сможете без проблем тренироваться снова и снова.

Как только вы овладеете этим изобразительным искусством, вы готовы работать продуктивно. Например, вы можете сделать свои собственные молоты. А когда ваши друзья жалуются, что инструменты слишком дороги, вы даже можете устроить приятный побег!

Есть ли у вас советы по кузнечной сварке? Оставьте нам комментарий ниже.

Кузнечная сварка: принцип, работа, применение, преимущества и недостатки

Сегодня мы узнаем о принципе, работе, применении, достоинствах и недостатках кузнечной сварки. Кузнечная сварка — это процесс сварки в твердом состоянии, при котором металлическое соединение создается за счет межмолекулярной диффузии. Как известно, ковка — это метод формовки любого металла под высоким давлением и температурой. В этом процессе сварки используется фундаментальная технология ковки для сварки похожих или разнородных металлов.он использовался с очень давних времен для соединения железа или воровства деталей. В древние времена это был простейший процесс соединения двух металлов, но теперь он заменен другими, более подходящими и простыми сварочными процессами, такими как дуговая сварка , и газовая сварка.

Кузнечная сварка:

Принцип:

Как мы уже говорили, кузнечная сварка — это процесс сварки в твердом состоянии, при котором обе пластины нагреваются значительно ниже температуры плавления. Этот нагрев пластически деформирует детали.Теперь к этим пластинам прилагается повторяющаяся ударная нагрузка или нагрузка высокого давления. Из-за этого высокого давления и температуры межмолекулярная диффузия происходит на поверхности раздела пластин, которые образуют прочное сварное соединение. Это основной принцип кузнечной сварки. Одним из основных требований к сварке типа является чистая поверхность раздела, на которой не должно быть оксидов или других загрязняющих частиц. Чтобы предотвратить окисление сварочной поверхности, используется флюс, который смешивается с оксидом и снижает его температуру плавления и вязкость.Это позволяет вытекать оксидному слою в процессе нагрева и удара.

В рабочем состоянии:

Кузнечная сварка была одним из наиболее распространенных методов сварки в древности. Это основной процесс сварки в твердом состоянии. Его работу можно резюмировать следующим образом.

• Сначала обе рабочие пластины нагреваются вместе. Температура нагрева составляет от 50 до 90% от его температуры плавления. Обе пластины покрыты флюсом.
• Теперь ручная штамповка выполняется кузнецом молотком для выполнения стыка.Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет создан правильный стык.
• Для сварки больших заготовок используется механический удар, который приводится в действие электродвигателем или гидравлическими средствами. Иногда используются плашки, которые обеспечивают законченную поверхность.

Заявка:

• Используется для соединения стали или железа.
• Используется для изготовления ворот, тюремных камер и т. Д.
• Широко используется в посуде.
• Применялся для соединения котельных плит до внедрения других сварочных процессов.
• Применялся для сварки оружия, такого как меч и т. Д.
• Используется для сварки стволов ружей.

Преимущества и недостатки:

Преимущества:

• Это просто и легко.
• Не требует дорогостоящего оборудования для сварки небольших деталей.
• Может сваривать как похожие, так и разнородные металлы.
• Сварной шов по своим свойствам аналогичен основному материалу.
• Не требуется присадочный материал.

Недостатки:

• Сваривать можно только мелкие предметы.Для более крупных объектов потребовалось
  больших прессовых и нагревательных печей, которые неэкономичны.
• Требуется высокая квалификация, поскольку чрезмерные удары молотком могут повредить сварочные пластины
  .
• Высокая Сварочные дефекты связаны.
• Не может использоваться в массовом производстве.
• В основном подходит для чугуна и стали.
• Это медленный процесс сварки.

Это все о принципе кузнечной сварки, работе, применении, преимуществах и недостатках.Если у вас есть какие-либо вопросы относительно этой статьи, задавайте их в комментариях. Если вам понравилась эта статья, не забудьте поделиться ею в социальных сетях. Подпишитесь на наш сайт, чтобы получать больше интересных статей. Спасибо, что прочитали.

История сварки: хронология и информация

Что касается металлообработки, то история сварки началась сравнительно недавно, начиная примерно с 1000 г. до н. Э.

История начинается с открытия и обработки металлов в древних цивилизациях, начиная с меди, бронзы, серебра, золота и железа.Затем металлообработка перешла к стали. Считается, что первые сваренные изделия представляют собой золотые украшения.

Технологии оставались практически неизменными до промышленной революции 1700–1800-х годов.

В это время была разработана технология кузнечной сварки, в которой для соединения двух частей друг с другом используется нагретый металл. Это было похоже на знакомую кузницу.

В начале 19 века был открыт ацетилен, который стал контролируемым источником тепла для сварки.

Современная сварка не началась до повсеместного распространения электричества в начале 20 века.

Потребность в сварке военного назначения во время Первой и Второй мировых войн ускорила технологию и методы сварки.

До Первой мировой войны сварка не использовалась для соединения металлов в критических объектах, таких как корабли, из-за растрескивания.

На временной шкале истории сварки ниже подробно описано, как развивалась технология.

Хронология металлообработки и сварки

Сварка Б.С.

Первым в истории сварки металлом считается медь, поскольку ее можно ковать и гнуть.

4000 до н.э. .

Считается, что история сварки началась в Египте в 4000 г. до н. Э. В общем, цивилизации начинались с меди, а затем прогрессировали до бронзы, серебра, золота и железа.

3500 до н. Э.

Открытие олова

3000 — 2000 до н. Э.

Люди начали работать с бронзой между 3000 и 2000 гг. До н.э.C. В эпоху бронзы маленькие круглые золотые коробочки изготавливались сваркой внахлест под давлением.

В этот период из металла изготавливают украшения, столовую посуду и оружие.

3000 до н. Э.

Шумеры изготавливали мечи твердой пайкой.

Египтяне используют тепло, выделяемое древесным углем, для превращения железной руды в губчатое железо. Произведенные частицы сколачиваются друг с другом, в результате чего получается первая сварка давлением (также называемая твердофазной)

Гробница царицы Пу-аби содержит золотую чашу с ручкой, припаянную к стене чаши.Золотой кубок также обнаружил, что на внешней стороне кубка есть припаянная кромка.

2250 г. до н. Э.

Кобальт, используемый персами для окрашивания стекла.

Это пример пайки в 2600 году до нашей эры. в Месопотамии (Ирак) с использованием металла, сочетающего серебро и золото

1500 до н.э.

Открытие Меркурия.

Пример плавки железа (становится более распространенным в 1200 г. до н. Э.).

1475 до н. Э.

В гробнице визиря Рех-ми-ре была обнаружена роспись пайки.

1330 до н. Э.

В 1330 г. до н.э. египтяне паяли и выдували трубы. для пайки металлов.

Египетская пайка — 1330 г. до н. Э. — Золотая маска смерти Тут-Энч-Амона
Журнал сварки и резки 2005

1000 г. до н. Э.

Производство железа началось в 1000 г. до н.э., когда металл изгибался в печах для производства мечей и наконечников копий. (один вид называется каталонской печью)

Золотые сундуки, найденные в Ирландии, были изготовлены путем штамповки притертых швов (форма сварки давлением).

От 900 до 850 г. до н. Э.

Египтяне начали производство металлических орудий в 900–850 гг. До н. Э. В эту эпоху популярность железа медленно росла из-за того, что бронза и медь стали широко использоваться и стали широко использоваться.

Было найдено железное оружие, которое восходит к вавилонянам примерно в 900 году до нашей эры.

589 до н. Э.

Китайцы во времена династии Суй развили способность превращать кованое железо в сталь в 589 году нашей эры.Японцы производили сталь путем сварки и ковки для производства самурайских мечей.

г. н.э. История сварки

60 г. н.э.

Впервые в истории сварки процесс пайки золотом был описан Плинием. Он описывает, как соли действовали как флюс и как цвет металла определяет сложность пайки (цвет указывает на присутствие оксидов).

Железный столб Дели изготовлен из железных заготовок. Кузнецы сварили конструкцию высотой примерно 25 футов и весом 6 тонн

310 н.э.

Сварка использовалась в железном столбе в Дели, Индия, около 310 г. н.э., весом 5.4 метрических тонны. (на фото выше). Другие строения с похожей конструкцией найдены в Англии, Скандинавии и Риме. Источником железа были метеоры.

1000 — 1099 г. н.э. (11 век)

В рукописи, написанной монахом Феофилом, есть описание смешивающего флюса для серебряной пайки. Он указывает на использование хлорида натрия и тарпата калия. Металлы на 66 процентов состоят из серебра и меди.

1375

Открытие металлического цинка.

Средневековье (с 5 по 15 век) стало периодом в истории сварки, когда кузнечная сварка была в центре внимания. Кузнецы кололи горячий металл до тех пор, пока он не застыл.

Визуальная история сварки

, с 14 по 17 века

1540

Vannoccio Biringuccio выпустил De la pirotechnia с описанием операции ковки.

Мастера эпохи Возрождения приобрели опыт в этом процессе, и сварка продолжала развиваться в течение следующих столетий.

1568

Бенвентуто Челлини, итальянский ювелир, пишет о пайке сплава серебра и меди с помощью процесса пайки

1599

Первый экземпляр корня слова weld (изначально хорошо)

16 век: изготовлена ​​первая чугунная пушка

18 век

Большинство нововведений за это время в истории сварки использовались в доменных печах. Т

его небольшой постепенный прогресс продолжался до середины 18 века и до начала промышленной революции.Уже тогда прогресс был больше в том, как выполнялась работа.

Вместо того, чтобы один человек выполнял весь проект, работа была разделена на более мелкие части и поручена работникам средней квалификации.

1735

Доказательства того, что платина использовалась доколумбовыми индейцами в Эквадоре

1751

Чистый никель, созданный шведским химиком Акселем Ф. Кронштедтом с использованием немецкой руды.

1766

Свойства газообразного водорода, описанные Генри Кавендишем, английским химиком и физиком

1774

Открытие кислорода

1776

Принципы кислородной резки, установленные Лавуазье (французский язык).

19 век

1800

Сэр Хамфри Дэви изобрел электрическую дугу. Дуга создавалась между двумя угольными электродами, которые питались от батареи.

Аллесандро Вольта открыл гальванический элемент, который позволяет соединить два разных металла и стать проводником во влажном состоянии.

1808-1827

Старший Хамфри Дэви доказывает, что алюминий существует. На самом деле он был обнаружен Фридрихом Велером в 1827 году.

1828

Губчатая платина сваривается путем холодного прессования с последующей обработкой молотком в горячем состоянии.

1836

Ацетилен был открыт в 1836 году Эдмундом Дэви, но не применялся в сварке до 1900 года, когда была разработана подходящая паяльная лампа.

1838

Патент на сварку плавлением, выданный Юджину Десбассайрсу де Ричмонту

1839

Открытие генерации напряжения с помощью униполярного устройства Майклом Фарадеем.

1841

Воздушно-водородная выдувная трубка, разработанная немцем H. Rossier для пайки свинцом.

1846

Ключевой момент в истории сварки с существенным улучшением процесса кузнечной сварки.

Джеймс Нэсмит, работая в британском адмиралтействе, обнаружил, что при сварке поверхностей со слегка выпуклой поверхностью стружка и флюс выдавливаются из стыка. Это улучшает прочность сустава.

1850-х годов

Работоспособные и практичные электрические генерирующие устройства были изобретены и разработаны к 1850 году. Заслуга принадлежит Амперу, Эрстеду, Уитстону, Фарадею Ому и Генри за успехи в исследованиях электрического тока.

К середине 19 века уже были доступны работающие электрогенерирующие устройства.

1856

Джеймс Джоуль сварил пучок проводов, используя электрический ток и внутреннее сопротивление для создания тепла. Позже Элиху Томсон усовершенствовал процесс контактной сварки.

1860

Wilde разрабатывает электросварку. Получил патент на процесс в 1865 году.

1862

Фридрих Велер использует карбид кальция для создания газообразного ацетилена

1876

Компания Отто Бернца разрабатывает и продает фонарик с бензиновым двигателем.

1881

Первое задокументированное использование сварки плавлением было в 1881 году Огюстом де Меритеном, когда он сварил пластины свинцовой батареи вместе с угольным электродом.

Сварка производилась в боксе с неподвижным электродом.

Оригинальный аппарат Benardos с углеродным электродом — 1885

Успехи в сварке продолжились с изобретением металлического электрода русским Николаем Славяновым и американцем К. Гроб в конце 1800-х годов. Они не знали о работе друг друга.

Кредит также принадлежит Эли Уитни, который изобрел идею взаимозаменяемых частей. Это привело к производству железных штампов и форм.

1882

Открытие сварки металлическими электродами было признано в Европе в 1892 году.

Введен в 1888 г. Н.Г. Slavianoff. Большинство историков приписывают Славянову открытие использования неизолированных металлических электродов для дуговой сварки.

1885

Два ученика Огеста де Меритенса, Н. Бенардос и С.Ольшевский продолжил свою работу, и в 1887/88 году ему был выдан патент на сварочный процесс, в котором использовались угольные электроды (угольная дуговая сварка) и источник электроэнергии.

При дуговой сварке угольным электродом используется дуга между угольным электродом и сварочной ванной. Процесс используется с экранированием или без приложения давления или без него. Основным заявленным использованием была ремонтная сварка.

В патенте, выданном в 1885 году Огесту и Н. Бенардосам, отмечается, что процесс углеродной сварки можно использовать для сварки двух металлов, резки металлов и пробивания отверстий в металле.В патенте описаны как твердый углеродный электрод, так и полый электрод, который будет заполнен порошкообразными металлами.

Поскольку они предполагали, что порошок плавится и течет к сварному шву, некоторые считают, что они изобрели металлическую дуговую сварку. В конечном итоге из-за ограничений этого подхода большинство историков не приписывают им это достижение.

1886

Элиху Томсон подал заявку на получение 2 патентов на процесс «Аппарат для электросварки».

Изобретение контактной сварки (RW) с первыми патентами, полученными Элиху Томпсоном в 1885 году.Он добился успехов в течение следующих 15 лет.

1888

Выдан патент Ольчевскому и Бернардосу на сварку угольной дугой.

1889–1892

C.L. Гроб считается пионером сварки в США:

• 1889: получен патент на оборудование и процесс для стыковой сварки оплавлением
• 1890: 2 патента на точечную сварку. Получен первый патент на металлические электроды.
• 1892: получен патент на процесс дуговой сварки металлическим электродом

1890

Первый известный случай использования «факела» для взлома банковского хранилища.

1892

Технический ацетилен производится в Северной Каролине путем смешивания воды и карбида кальция.

Локомотив Baldwin начинает использовать углеродную дуговую сварку для ремонта локомотивов.

1895

Горение ацетилена и кислорода, обнаруженное Анри Лешателье.

Аргон, открытый сэром Уильямом Рэмси и лордом Рейли.

1897

Кляйншмидт ввел использование медных электродов.

Сварка 20 века

1900

Foresche и Charles Picard разработали первую коммерческую горелку для кислородно-ацетиленовой сварки.Процесс используется без приложения давления (AWS).

Примерно в 1900 году А. П. Штроменгер разработал в Великобритании металлический электрод с покрытием, имевший более стабильную дугу.

1901

Кислородное копье, изобретенное Эрнстом Менне

1903

Изобретена термитная сварка, другой процесс, кислородно-топливная сварка, также получил широкое признание в качестве коммерческого процесса.

Первая машина для контактной стыковой сварки после слияния компаний Allgemeine Elektricitats-Gesellschaft (AEG) и Union-Elektricitats-Gesellschaft (UEG).

1906

Выпуск первых аппаратов для контактной точечной сварки. К 1910 г. было произведено около 367 аппаратов для точечной и шовной сварки.

Представлен метод сварки LaGrange-Hobo. В этом методе один конец подсоединяется к токоподводящему устройству, а другой конец погружается под воду.

Ток, протекающий через деталь, вызывает образование частично ионизированного газа в воде.

Сопротивление детали электрическому потоку и газу, создающему энергию, которая создает тепло в сварном соединении.

Когда свариваемая деталь попадала на сварочный нагрев, ее вынимали из водяной бани и сваривали.

1907–1908

Оскар Кьельберг получил патент на процесс нанесения электродного покрытия, называемый дуговой сваркой в ​​защищенном металлическом корпусе. Покрытие помогло стабилизировать дугу, обеспечивая более качественные сварные швы, чем неизолированные электроды.

При дуговой сварке защищенным металлом используется дуга между покрытым электродом и сварочной ванной. Процесс применяется с защитой от осаждения электродного покрытия без приложения давления и с присадочным металлом от электрода.

Индустрия дуговой сварки в США начинается с двух компаний: Siemund-Wienzell Electric Welding Co., созданная в США, запатентовала метод дуговой сварки металлическим электродом. Основание второй компании, также созданной немецкими основателями, под названием Enderlien Electric Welding Co.

.

Lincoln Electric производит первый сварочный аппарат постоянного тока с переменным напряжением.

1908

Бернардос запатентовал процесс электрошлака, который позволил сварщику сваривать толстые листы за один проход. Обрисованный им процесс популярен сегодня.

1909

• Система плазменной дуги, использующая газовый вихрь для стабилизации дуги, была изобретена Шоннером во время работы в компании BASF.
• A.P. Strohmenger изобретает квазидуговой электрод, который обматывают асбестовой пряжей.

1910

• Патент, выданный Чарльзу Хайду на пайку стальных труб.

1911

• Первый трубопровод, созданный методом кислородно-ацетиленовой сварки. Происходит за пределами Филадельфии.
• Matters разрабатывает плазменную горелку для нагрева печи для плавления металлов.

1912

• Kjellberg получил второй патент на электрод с более толстым покрытием из асбеста и связующим из силиката натрия.
• Lincoln Electric представляет первые коммерческие сварочные аппараты
• Первый автомобильный кузов, сваренный E.G. Budd с использованием точечной сварки
• Металлические электроды с покрытием, представленные A.P. Strohmenger. Покрытия были сделаны из глины или извести. Также получил патент на электрод, покрытый синим асбестом и связующим из силиката натрия.Впервые электрод произвел сварной шов без примесей.

1919

• Сварка переменным током была изобретена К.Дж. Холслагом, но не стала популярной в течение следующего десятилетия. Электродуговая сварка была методом, используемым в Соединенных Штатах до 1920 года. Проблема с этим методом заключалась в том, что сварочная дуга была нестабильной, а сварные швы были не такими прочными, как свариваемый металл. Сначала кислородная сварка была более популярным методом сварки. за счет портативности и относительно невысокой стоимости.По мере развития 20-го века он потерял популярность в промышленном применении и был в значительной степени заменен дуговой сваркой, поскольку продолжалась разработка металлических покрытий (известных как флюс) для электрода, которые стабилизируют дугу и защищают основной материал от примесей.

Сварка Около Первой мировой войны

Сварка кораблей была ненадежной из-за трещин до Первой мировой войны Первая мировая война вызвала значительный всплеск использования сварочных процессов, и различные военные державы пытались определить, какой из нескольких новых сварочных процессов было бы лучше всего.

1917

• Дефицит газа в Англии привел к тому, что промышленность обратилась к электродуговой сварке для производства бомб и мин.

1919

• Президент Вильсон учреждает Комитет по сварке во время войны Корпорации аварийного флота США.
• Основание Американского общества сварщиков
• Разработка электрода с бумажным покрытием компанией Reuben Smith

1920-е годы

В 1920-е годы в технологии сварки были достигнуты большие успехи, включая введение в 1920 году автоматической сварки, при которой электродная проволока подавалась непрерывно.

Защитный газ стал предметом пристального внимания, поскольку ученые пытались защитить сварные швы от воздействия кислорода и азота в атмосфере.

Пористость и хрупкость были основными проблемами, и разработанные решения включали использование водорода, аргона и гелия в качестве сварочной атмосферы.

Процесс сварки штучной сваркой быстро продвинулся благодаря усовершенствованию покрытия сердечника проволоки и электродов. Рентгеновская технология позволила проверить прочность сварного шва.

• Исследования электродов с покрытием привели к лучшему сердечнику проволоки и улучшенным покрытиям электродов.
• Британцы в основном использовали дуговую сварку, даже построив корабль Fulagar с полностью сварным корпусом. В какой-то момент корабль сел на мель и остался целым, потому что он был сварным, а не клепанным.
• Американцы были более нерешительными, но начали осознавать преимущества дуговой сварки, когда процесс позволил им быстро отремонтировать свои корабли после нападения Германии в гавани Нью-Йорка в начале войны.
• Дуговая сварка была впервые применена к самолетам во время войны, так как фюзеляжи некоторых немецких самолетов были построены с использованием этого процесса.
• Немцы применяли электродуговую сварку на самолетах
• Немецкий торговый флот диверсировал свои корабли в гавани Нью-Йорка, прежде чем бежать. Успешно применялись сварочные ремонты, это поставило сварку на карту.
• В автомобильной промышленности начали использовать автоматическую сварку.
• Сотрудник General Electric П.О. Компания Nobel разработала автоматическую сварку постоянным током.
• До 1920 года сварка производилась постоянным током, вырабатываемым батареями. В конце 1920 — начале 1930-х годов стали популярны сварочные аппараты переменного тока.

В течение следующего десятилетия дальнейшие достижения позволили сварку химически активных металлов, таких как алюминий и магний. Это, в сочетании с разработками в области автоматической сварки, переменного тока и флюсов, привело к значительному развитию дуговой сварки в 1930-х годах, а затем во время Второй мировой войны.

1923

• Основание института инженеров сварки

1924

• Первые все сварные здания построены У.С. Бойлер

1926

• П.К. Деверс и Х. Сварка Хобарта с использованием гелия и аргона в качестве защитного газа.
• Военно-морская исследовательская лаборатория выпускает документ об использовании рентгеновских лучей для проверки сварных швов.

1927

• A.O. Сотрудник Smith, Джон Дж. Чайл патентует первый экструдированный титановый электрод во всех положениях, позже названный типом E6010.

1928

• Первый сварной железнодорожный мост, созданный Westinghouse для транспортировки больших генераторов.

1929

• Lincoln Electric производит электрод Fleetwood 5 с тяжелым покрытием.
• Американское общество сварки устанавливает символы сварки.

1930

• Патент, выданный H.O. Хобарт для дуговой сварки, и процесс, который стал GMAW (газовая дуговая сварка металла).
• Сварка под флюсом, разработанная National Tube Company
• Создано цельносварное торговое судно
• Выпуск шпильки под приварку, которая вскоре стала популярной в судостроении и строительстве.В том же году была изобретена дуговая сварка под флюсом, и она продолжает оставаться популярной сегодня. К 1930 году дуговая сварка была дешевле, чем клепка и газовая сварка.
• Патент, выданный Деверсу и Хобарту на использование электрической дуги в атмосфере инертного газа. Не очень хорошо воспринимается сварочной промышленностью из-за высокой стоимости газа (гелий и аргон) и неподходящей горелки.

1931

• Сварка нержавеющей стали (первоначально называемая дробеструйной сваркой) E.G.Будд Производство

В середине века было изобретено много новых методов сварки.

1934

• Регулятор времени для контактной сварки разработан Westinghouse (первоначально назывался Ignitron).

1935

• Представлен процесс сварки под флюсом с использованием непрерывной подачи проволоки и гранулированного флюса. Первоначально процесс назывался Union Melt.
• Утвержден британский стандарт на сварочные электроды и выпущен твердый экструдированный электрод.

1936

• Первый сварочный аппарат переменного тока, представленный Miller Electric Manufacturing. Метод отличался высокой скоростью наплавки металла (отношение веса наплавленного металла к весу нетто израсходованных электродов без учета шлейфов) и отсутствием дуги (отклонение электрической дуги от нормального пути из-за магнитных сил. ).

1937

• Применение сварки подтверждено стандартом BS 538 в зданиях из конструкционной стали (дуговая сварка металлом низкоуглеродистой стали).

1938

• Сварка самотеком, представленная К.К. Мадсен
• Немцы сваривают корабли, чтобы уменьшить вес и создать более крупные суда.

1939

• Использование точечной сварки алюминия признано полезным в авиации

1940-1941

• Газовая дуговая сварка вольфрамом (GTAW) после десятилетий разработки была окончательно доведена до совершенства в 1941 году (патент выдан в 1942 году). Изобрел Рассел Мередит. Разработано компанией Linde.Также называется HELIARC или TIG. Горелка с водяным охлаждением была способна работать с большим током. При газовой вольфрамовой дуговой сварке используется дуга между неплавящимся вольфрамовым электродом и сварочной ванной. Процесс используется с защитным газом и без приложения давления.
• Army находит применение нержавеющей стали, алюминия и магния в таком оборудовании, как истребители.
• Создание Канадской ассоциации сварщиков.
• Технология пайки погружением, разработанная для печати монтажных плат.Первый процесс массовой пайки.

1942

• Георгию Хафергуту выдан патент на процесс сварки хлопушек.

1943

• Газовая дуговая сварка металлическим электродом (GMAW) была изобретена К. Б. Волдрихом, П. Дж. Риппелем и Ховардом Б. Кэри. Разработано в корпорациях Dow и Northrup, а затем передано по лицензии Linde Corporation.
• Компания sciaky начинает продажу трехфазного сварочного аппарата сопротивлением.

1945

• Разработка экспериментального ручного пистолета MIG в Мемориальном институте Баттеля (Колумбус, Огайо)
• Сварка заменила клепку в качестве основного метода сборки для судов с 5 171 судном, построенными до 1945 года.

1948

• В 1948 г. последовала газовая дуговая сварка металлическим электродом (GMAW заменила прежние термины «инертный газ для металла» (MIG) и «металлический газ» (MAG)), что позволило выполнять быструю сварку цветных металлов, но требовало использования дорогостоящих защитных газов. «Процесс дуги металлической дуги в защитном газе был представлен компанией Air Reduction на выставке AWS в Филадельфии. В газовой дуговой сварке металлическим электродом используется дуга между сплошным присадочным металлическим электродом (расходным материалом) и сварочной ванной. Процесс используется с защитой от поступающего извне газа и без приложения давления.
• В Университете штата Огайо открылся первый факультет техники сварки.
• Инертный газовый металлический дуговый процесс (MIG) разработан компанией Air Reduction.
• Сварка SIGMA (металлическая дуга в защитном газе) разработана для сварки толстых листов.

1949

• Westinghouse представляет сварочные аппараты с селеновым выпрямителем.

1950-е годы

• Экранированная дуговая сварка металлом была разработана в 1950-х годах с использованием плавящегося электрода и атмосферы двуокиси углерода в качестве защитного газа, и быстро стала самым популярным процессом дуговой сварки металлическим электродом.
• A.C. — Выпрямительные сварочные аппараты постоянного тока со встроенной частотой для сварки TIG. Miller Electric разработала управляемую Миллером волну переменного тока. Сварщик, который использовался для критических сварных швов на ракетах и ​​самолетах.
• Процесс электролучевой сварки, запущенный A.J. Stohr
• Представлена ​​технология пайки волной припоя печатных плат.
• E.O. Институт сварки им. Патона разрабатывает Электростаговую сварку (ЭШС).

1951

• DryRod Electrode печь для контроля уровня влажности в электродах.

1954

-1957

• Дебютировал процесс дуговой сварки порошковой проволокой (FCAW), в котором самозащитный проволочный электрод можно было использовать с автоматическим оборудованием, что привело к значительному увеличению скорости сварки, и в том же году была изобретена плазменная сварка. Запатентовано в 1957 году компанией National Cylinder Gas Company.

1956

• Процесс сварки трением, внедренный Россией

1958–1959

• Электрошлаковая сварка была выпущена в 1958 году, а за ней последовала ее родственница, электрогазовая сварка, в 1961 году.
• Другие недавние разработки в области сварки включают в себя прорыв в области электронно-лучевой сварки в 1958 году, который сделал возможной глубокую и узкую сварку за счет концентрированного источника тепла.
• Представлен процесс короткой дуги. В процессе используются провода небольшого диаметра и усовершенствованный блок питания.

1960

• После изобретения лазера в 1960 году сварка лазерным лучом дебютировала несколько десятилетий спустя и оказалась особенно полезной при высокоскоростной автоматизированной сварке.Однако оба этих процесса по-прежнему довольно дороги из-за высокой стоимости необходимого оборудования, что ограничивает их применение.
• Введен процесс сварки взрывом.

1962

• Sciaky сваривает капсулу Mercury Space (состоит из внешней и внутренней титановой оболочки).

Mercury Space Capsule

Из-за небольшого размера каждого титанового листа металл необходимо было сваривать с тремя листами, а затем сваривать с другими листами.Процесс TIG использовался без присадочного металла. Источник: Руководство НАСА, Процедуры сварки титана и титановых сплавов

.

1963

• Отмечено разработками в области испытаний сварных швов. Тест Varestraint определяет возможность сварки основного металла и жизнеспособность различных сварочных процессов.
• Wall-Colmony представляет горелку Fusewelder Torch.

Горелка для сварки плавкими вставками Wall-Colmony

Устройство для сварки плавкими вставками — это кислородно-ацетиленовая горелка, которая часто используется, когда необходимо нарастить сварной шов и завершить сварку твердой наплавки.

1965-1967

• Сварка и резка лазером СО2
• Начало гравитационной сварки в Великобритании

1969

• Россияне сваривают в космосе СОЮЗ-6.

1970

• Внедрены новые технологии пайки для поддержки электронной миниатюризации:
  — паровая фаза
  — инфракрасный порт
  — горячий газ

Современная сварка

Сегодня существует более 90 сварочных процессов с постоянным исследованием новых металлов, используемых в атомной, космической и судостроительной отраслях.Многие изменения произошли в 1980-х и 1990-х годах, когда сварка перешла от искусства к науке.

• Роботизированная сварка
• Бортовые компьютеры
• Современные электроды
• Экзотические газовые смеси

1991

• Сварка трением с перемешиванием, представленная TWI.

1999

• Институт Эдисона разрабатывает метод, позволяющий увеличить проникновение флюса в сварной шов на 300%.

2000

• Введение в магнитно-импульсную сварку.
• Рентгеновский снимок используется для сварки композита металл / матрица
• Применение диодной лазерной сварки расширенных металлов, таких как титановая фольга из нержавеющей стали.

2008

• Развитие лазерно-дуговой гибридной сварки

2013

• Разработка газовой дуговой сварки-пайки металла, процесса сварки стали, используемой в автомобилях. В процессе используется присадочный металл, состоящий из кремния с медным сплавом.
• Сварка низкоуглеродистой стали и алюминия внахлест по лазерной технологии.

Будущие тенденции в области сварки

• Сварочные операции необходимо более полно интегрировать в гибкие производственные процессы и схемы управления технологическими процессами.
  Сварка будет становиться все более автоматизированной, поскольку она интегрируется во все производственные процессы и координируется с улучшенными информационными системами.
• Продукция будущего, требующая сварных соединений, будет состоять из материалов, предназначенных для сваривания, таких как высокопрочные стали, которые также являются интеллектуальными материалами, содержащими встроенные компьютерные микросхемы для контроля характеристик жизненного цикла сварной конструкции.Такие материалы могут открыть новые возможности для использования сварки в качестве метода соединения в ближайшие десятилетия.
• В будущем моделирование сварки станет частью нового акцента на интеграции сварки на протяжении всего производственного цикла.
• Инженеры по сварке и материалам будут разрабатывать новые материалы и адаптировать существующие материалы, которые специально разработаны для сварки в готовые изделия мирового класса.
• Разработка материалов, снижающих потребность в энергии.

Инструменты и оборудование для кузнечной сварки: Maine Welding Company

*** Инструменты для кузнечной сварки ** используются в форме * горячей сварки давлением, при которой металлы соединяются путем их нагревания в кузнечной кузнице или другой печи с последующим приложением давления. Кузнечный пресс, который может быть переносным или стационарным, является наиболее важным компонентом кузнечно-сварочного оборудования. Ниже описаны два типа кузнечных штампов, используемых при ручной кузнечной сварке.

Переносная кузница .Основные части кузницы — это очаг, фурма, резервуар для воды и воздуходувка. Один тип переносной кузницы показан на рисунке 5-42. Фурма представляет собой клапанный механизм, предназначенный для направления потока воздуха в огонь. Он изготовлен из чугуна и состоит из пожарного котла, основания с воздухозаборником, продувочного клапана и зольника. Воздух проходит через основание и попадает в огонь через клапан. Клапан можно установить в трех различных положениях, чтобы регулировать размер и направление взрыва в зависимости от требуемого пожара.Рукоятка клапана также используется для очистки клапана от золы. Переносная кузница может иметь воздуходувку с ручным кривошипом, как показано на рис. 5-42, или она может быть оборудована электрическим нагнетателем. Воздуходувка создает давление воздушного потока около 2 унций на квадратный дюйм. На кузнице имеется кожух для отвода дыма и дыма.

Стационарная кузница . Стационарная кузница похожа на переносную кузницу, за исключением того, что она обычно больше, с большими воздухозаборными и выхлопными патрубками. Кузница может иметь индивидуальный нагнетатель или может быть нагнетатель большой мощности для группы кузниц.Клапан продувки воздухом обычно имеет три прорези вверху, положение которых можно регулировать, поворачивая клапан. Открытие этих щелей можно варьировать, чтобы регулировать мощность взрыва и размер огня. Стационарные кузницы, как и переносные кузницы, доступны как с восходящим, так и с нисходящим потоком. В восходящем типе дым и газы проходят через вытяжку и дымоход за счет естественной тяги или отводятся вытяжным вентилятором. В нисходящем типе дым и пары отводятся под регулируемый колпак и переносятся по воздуховоду вытяжным вентилятором, который полностью отделен от воздуходувки.Кузница с нисходящим потоком обеспечивает лучшую циркуляцию воздуха и вентиляцию магазина, так как удаление фурий и дыма дает положительный эффект.

Инструменты для ковки и сварки

Наковальня.

Наковальня (рис. 5-43) обычно изготавливается из двух поковок или стальных отливок, сваренных вместе на талии. Стол или режущий блок мягкие, поэтому резцы и зубила, соприкасающиеся с ним, не затупятся. Поверхность сделана из закаленной, улучшенной инструментальной стали, которая приварена к вершине наковальни.Его нелегко повредить молотком.

Края наковальни закруглены примерно на 4,00 дюйма (102 мм) от стола, чтобы обеспечить края, на которых приклад можно согнуть без опасности порезания. Все остальные кромки острые и могут порезаться при ударе о них. Отверстие для выносливости имеет квадратную форму и предназначено для размещения морозильников, дна, штампов, долбяков и других специальных инструментов. Отверстие для притчеля имеет круглую форму и пропускает металлические пробки при пробивании отверстий в ложи.Наковальня обычно устанавливается на тяжелый деревянный брусок, хотя иногда используются стальные пьедесталы или валики. Высота наковальни должна быть отрегулирована так, чтобы суставы оператора касались ее лица, когда он стоит прямо, а руки свободно свешиваются. Наковальни обозначаются по весу (т.е. № 150 весит 150 фунтов) и имеют размер от № 100 до № 300.