Кузнечный флюс – Бура бурой, а ковка по расписанию

alexxlab | 16.04.2020 | 1 | Разное

Бура бурой, а ковка по расписанию

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

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

О тетраборате и декагидрате

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

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

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

Ковка или кузнечная сварка с бурой

Применение буры по нормативам.

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

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

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

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

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

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

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

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

Хорошенько греем

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

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

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

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

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

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

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

Таблица норм для буры.

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

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

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

Безопасность и правила хранения буры

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

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

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

tutsvarka.ru

Кузнечная сварка сталей

Кузнечная сварка сталей

ПОЛУЧЕНИЕ СОЕДИНЕНИЯ

Операцию получения неразъемного соединения ручной или машинной ковкой называют кузнечной сваркой.

В начале VI в. русские кузнецы путем кузнечной сварки варили многослойную сталь “харалуг”, которая по своему качеству превосходила булатные и дамасские иранские и турецкие клинки. Этот метод относится к сварке давлением в твердом состоянии и заключается в сближении соединяемых поверхностей путем пластического деформирования, при котором возникают межатомные силы притяжения.

 

Получить качественное неразъемное соединение можно только при условии удаления с соединяемых поверхностей оксидных и других загрязняющих пленок. При сварке давлением это достигается приложением к свариваемым поверхностям давлений, достаточных для разрушения и удаяения загрязняющих пленок и ликвидации всех неровностей на поверхностях заготовок.

Таким образом, для осуществления кузнечной сварки металл заготовки должен обладать высокой пластичностью и низким сопротивлением деформированию, а соединяемые поверхности должны быть тщательно очищенными в момент пластического деформирования.

Кузнечная сварка обеспечивает высокую надежность сварного соединения, но требует высокой квалификации рабочего.

Процесс получения неразъемного соединения кузнечной сваркой состоит из следующих основных элементов: подготовки заготовок к сварке; нагревания свариваемых частей заготовок; сварки заготовок пластическим деформированием; отделки заготовки в месте сварки и правки. Для качественного соединения требуется выполнение на всех этапах сварки определенных приемов и технологических режимов.

СТАЛИ ДЛЯ КУЗНЕЧНОЙ СВАРКИ

Чаще всего кузнечной сварке подвергают низкоуглеродистые конструкционные стали. Свариваемость сталей зависит от количества и вида примесей.

С увеличением содержания углерода, серы, фосфора и других элементов свариваемость ухудшается.
Марганец в пределах 0,5— 03% улучшает свариваемомть стали.

Для кузнечной сварки рекомендуют стали с содержанием: углерода— до 0,3%; кремния — не более 0,2%; марганца — 0,6— 0,8%; серы — не более 0,05%.

При необходимости сварки сталей с повышенным содержанием углерода (больше 0,3%) рекомендуют добавлять к сварочному флюсу опилки из мягкой стали, в которой очень мало углерода. При обработке нагретой под сварку части заготовки такими опилками металл обезуглероживается, что повышает свариваемость поверхностного слоя заготовки.

Поскольку хром, вольфрам, медь и другие элементы снижают свариваемость сталей, ие рекомендуется проводить кузнечную сварку легированных сталей и других сплавов. Сварка этих сплавов требует выполнения строгих технологических режимов, что практически невыполнимо при ручной ковке. К тому же дефекты сварки трудно обнаружить визуально, а их присутствие совершенно недопустимо в деталях большинства машин и механизмов.

ПОДГОТОВКА ЗАГОТОВОК К СВАРКЕ

Подготовка заготовок состоит в придании соединяемым концам определенной формы; которая зависит от способа сварки. Подготовленные концы, как правило; подвергают высадке. Увеличение сечения свариваемых концов необходимо для выполнения их пластической деформации при сварке и придания сварочной части поковки требуемой формы.

НАГРЕВ ЗАГОТОВОК ПОД СВАРКУ

Температура нагрева сталей под сварку зависит от содержания в них углерода: чем больше углерода в стали, тем ниже должна быть температура нагрева.

Мягкую низкоуглеродистую сталь нагревают до 1350— 1370°С (при этой температуре свариваемые концы приобретают ослепительно белый цвет). При сварке стали с повышенным содержанием углерода (например, при сварке лезвия топора из стали У7) заготовку нагревают до 1150°С (при такой температуре заготовка имеет цвет белого каления с желтоватым оттенком). Более точно температуру заготовки определяют не на глаз, а с помощью оптического пирометра.

Хорошее качество сварки возможно, если при выполнении пластической деформации температура металла не понижается, поэтому сварку следует вести быстро. Свариваемые концы должны быть тщательно очищены от окалины и шлака.

Следует заметить, что температура нагрева заготовок под сварку выше температуры начала ковки (ТН). Как известно, при температуре, превышающей ТН, происходит не только интенсивное образование окалины, но и возможен пережог металла. Для уменьшения образования окалины и ее удаления с поверхности перед сваркой, а также с целью предохранения металла от пережога заготовки присыпают флюсом. В качестве флюса используют кварцевый песок, смешанный с бурой (Na2B4О7) или поваренной солью. Так как марганец повышает свариваемость стали, то иногда его в небольшом количестве добавляют к флюсу.

ФЛЮСЫ ДЛЯ КУЗНЕЧНОЙ СВАРКИ

Для кузнечной сварки использовали такие флюсы:

Флюс № 1. Составляют смесь из 6 ч. буры, 2 ч. нашатыря, 1 ч. железисто-синеродистого калия и 0,5 ч. смолы. Смесь кипятят, помешивая, до густоты сметаны. Охлажденную массу перемешивают и толкут с 1 ч. железных опилок (не ржавых). При сварке посыпают этим порошком нагретые докрасна предметы, дают порошку расплавиться и затем куют.

Флюс № 2. Приготовляют порошок из смеси 1 ч. нашатыря, 2 ч. буры, 2 ч. железисто-синеродистого калия и 4 ч. железных опилок (не ржавых). Накаливают докрасна предметы, подлежащие сварке, посыпают их 2—3 раза указанной смесью, пока она не начнет плавиться, и тогда куют.

Флюс № 3. Порошок из смеси 35 ч. борной кислоты, 30 ч. поваренной соли, 26,7 ч. железисто-синеродистого калия, 8,3 ч. канифоли.

Флюс N° 4. Порошок из смеси 41,5 ч. борной кислоты, 3 ч. поваренной соли, 15,5 ч. железисто-синеродистого калия, 8 ч. жженой соды.

Назначение флюса. Флюс посыпают на заготовку в период нагрева, когда ее температура достигает 950—1050°С. Под действием высокой температуры флюс соединяется с окалиной, образуя жидкотекучий шлак, который обволакивает заготовку и защищает ее поверхность от окисления при дальнейшем нагреве. Перед
4 сваркой шлак удаляется, а при деформации он выжимается из места сварки.

НАГРЕВ СВАРИВАЕМЫХ ИЗДЕЛИЙ

Для нагрева свариваемых концов используют горны и сварочные печи. Камерные печи, предназначенные для нагрева заготовок под ковку, в данном случае неприменимы, так как не обеспечивают нагрева до высоких сварочных температур.

При нагреве под сварку требуется, чтобы пламя в горне или печи не было окислительным, т. е. чтобы сгорание топлива происходило при максимальном усвоении кислорода и в очаге небыло его излишка.

Наилучшим топливом для горна при нагреве заготовок под кузнечную сварку является древесный уголь. Количество серы в кузнечном угле допускается до 1 %, при большем ее содержании получить качественное соединение не удается. Кроме того, кузнечный уголь не должен содержать более 7% золы, так как в ней также содержится сера.
В случае использования в качестве топлива кокса следует выбирать те его сорта, в которых содержится минимальное количество серы.

ОСОБЕННОСТИ КУЗНЕЧНОЙ СВАРКИ

Нагретые заготовки извлекают из горна, ударами о наковальню или молотком сбивают образовавшийся шлак и окалину либо счищают их металлической щеткой. Затем, быстро сложив вместе свариваемые концы заготовок, наносят слабые, но частые удары по месту сварки. При слабых ударах остатки шлака выдавливаются наружу и поверхности стыка плотно прижимаются друг к другу, что защищает их от окисления.

Сварку заканчивают сильными ударами, подвергая место сварки достаточно большим деформациям и придавая заготовке требуемую окончательную форму поковки. В этот момент структура металла измельчается и ликвидируется его крупно-зернистость, образование которой было возможным при нагреве заготовки до высокой сварочной температуры.

При проковке места соединения отдельные слои металла соединяемых концов внедряются друг в друга, переплетаются, что дополнительно увеличивает прочность соединения.
В зависимости от окончательной формы места сварки поковку правят, используя гладилки, обжимки, подбойки и другой кузнечный инструмент.

ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ

В зависимости от формы и размеров используют следующие основные способы сварки: внахлестку; вразруб (в замок, в обхват]; встык; врасщеп; с помощью шашек.

СВАРКА ВНАХЛЕСТКУ

Эта сварка является одним из самых распространенных способов кузнечной сварки, обеспечивающим наибольшую прочность сварного стыка. Повышенное качество сварного соединения объясняется увеличенной поверхностью соприкосновения свариваемых частей и возможностью подвергать большим деформациям участок, на котором они соединяются.

Перед сваркой концы заготовок высаживают и придают им форму загнутых утолщений (рис. 1), повернутых относительно продольной оси на угол 30°. Подготовленные концы, предварительно подогрев до 960—1000° С и покрыв флюсом, нагревают до сварочной температуры.

сварка внахлестку увеличенная поверхность соприкосновения свариваемых частей

Нагретые и очищенные от шлака и окалины концы накладывают друг на друга и легкими, но частыми ударами прижимают друг к другу (рис. 2), затем сильными ударами тщательно проковывают место соединения. Одновременно выполняют операцию протяжки для восстановления первоначальных размеров участка сварки. По окончания операций поковке придают требуемую форму.

Сварка внахлестку прижимаются ударами молотка

Достоинством сварки внахлестку является также то, что форма исходных свариваемых
поверхностей обеспечивает хорошее удаление остатков шлака с соединяемых участков.
Заготовки толщиной или диаметром до 30 мм сваривают за один прием и с одного нагрева.

При толщине свариваемых концов более 30 мм операцию осуществляют в два приема:

1] с первого нагрева сваривают тонкие участки утолщений;
2) со второго нагрева выполняют окончательную сварку.

При диаметре заготовок 50—60 мм и выше осуществить сварку ручной ковкой не удается — ее выполняют на молоте.

СВАРКА ВРАЗРУБ

Такая сварка требует более сложной подготовки свариваемых концов. Конец одной заготовки высаживают и разрубают вдоль ее продольной оси, а образовавшиеся "лепестки” раздвигают. Конец второй заготовки также высаживают и заостряют так, чтобы он входил в разруб первой заготовки. Нагретые до сварочной температуры и очищенные от шлака концы вставляют друг в друга и энергичными ударами, формируя металл, осуществляют сварку, а затем окончательную отделку заготовки. Рассмотренный способ применяют при сварке заготовок из сталей различных марок.

СВАРКУ ВСТЫК

Этот способ сварки применяют в тех случаях, когда конструкция будущей поковки или малые размеры заготовки не дают возможности подготовить соединяемые концы подобно их подготовке при сварке внахлестку. В одних случаях концы заготовок просто закругляют, нагревают до сварочной температуры, стыкуют друг с другом и ударами вдоль оси с двух сторон сваривают. Под действием ударов нагретое место стыка осаживается, увеличиваясь в диаметре, поэтому после сварки его протягивают до нужного диаметра.

Сварка встык без предварительной высадки соединяемых концов по прочности соединения уступает сварке встык с предварительным утолщением концов заготовок. При этом способе нагретые концы высаживают, а торцы скругляют. Затем подготовленные концы стыкуют и, нанося вдоль оси заготовок по их холодным концам удары, выполняют сварку, а после этого — окончательную отделку поковки.

СВАРКА ВРАСЩЕП

Сварку полосовых заготовок осуществляют способом врасщеп. Концы заготовок надрезают вдоль продольной оси и разводят. После нагрева до сварочной температуры их стыкуют и проковывают до получения прочного соединения и исходных размеров.

СВАРКА С ПОМОЩЬЮ ШАШЕК

При сварке концов поковок типа колец или их ремонте применяют способ, выполняемый с помощью шашек.
Свариваемые концы перед нагревом под сварку подвергают высадке и ковке до получения формы. Из металла заготовки подготавливают вспомогательные шашки. При температуре сварки шашки укладывают между концами и закрепленных заготовок и сильными ударами подвергают совместной пластической деформации. Сварной участок затем правят. Рассмотренный способ сварки чаще всего выполняют на молоте.

ДЕФЕКТЫ КУЗНЕЧНОЙ СВАРКИ

Дефекты, возникающие при кузнечной сварке, можно разделить на два основных вида:
1] низкое качество сварного соединения;
2) несоответствие формы поковки требуемой.

Если дефекты второго вида обнаруживаются визуально или с помощью простейшего измерительного инструмента, то прочность сварного соединения визуально установить практически невозможно. Сварку считают выполненной качественно, если прочность сварного соединения не ниже 80-85% прочности металла свариваемых заготовок.
Прочность шва может быть проверена изгибом прутка в месте сварки. Бели качество сварки высокое, шов не расходится и не появляются трещины на поверхности металла.

Следует, однако, отметить, что не всегда поковку после сварки можно изогнуть, а приборами для контролирования качества сварных соединений участки ручной ковки не оснащаются. Следовательно, даже при всех благоприятных условиях не рекомендуется применять кузнечную сварку для изготовления поковок ответственных деталей, а в случаях ее применения необходимо строго выдерживать технологические режимы. Нарушение режимов и приемов ковки при сварке может привести к дефектам, описанным ниже.

Непровар появляется при некачественной очистке соединяемых поверхностей перед сваркой: стыкуемые поверхности плохо очистили от окалинык после зачистки поверхностей нагретых заготовок кузнецы задержались с началом ковки и на соединяемых поверхностях образовалась вторичная окалина; свариваемые поверхности недоброкачественно обработали флюсом; при сварке встык концы заготовок плохо закруглили, в середине стыка остался шлак, препятствующий качественной сварке концов.

Пережог — неисправимый дефект (брак], который возникает в случае нагрева концов заготовок до температуры, превышающей сварочную. Этот дефект очень вероятен при выполнении кузнечной сварки, так как сварочная температура весьма близка к температуре пережога и при недостаточно внимательном нагреве легко ошибиться и пережечь металл.

Низкая прочность сварного шва объясняется следующим: нагрев заготовки до сварочной температуры сопровождается ростом зерен; в случае малого набора металла при высадке свариваемых концов степень деформации металла при сварке будет недостаточной, зерна не раздробятся, вследствие чего металл шва будет иметь крупнозернистую структуру и пониженную прочность.

Понижение прочности околошовной зоны наблюдается при нагреве концов заготовки перед сваркой на большую длину. Крупнозернистая структура металла в месте стыка прорабатывается (измельчается] в процессе ковки утолщений, а зоны, прилегающие к концам и не имеющие утолщений, такой деформации не под-
вергаются и сохраняют крупнозернистую структуру. Поэтому при сварке следует нагревать только утолщенные концы соединяемых заготовок.
Неточность размеров сечения поковки после сварки возникает при недостаточном наборе металла на свариваемых концах. При проковке таких концов сечение поковки уменьшится и окончательные размеры окажутся меньше исходных, требуемых чертежом.

УСТРАНЕНИЕ ДЕФЕКТОВ

Дефекты кузнечной сварки, как правило, невозможно или трудно устранить по окончании ковки. Анализируя причины рассмотренных дефектов, можно сделать вывод, что качество сварки зависит от квалификации кузнеца. Сварка должна выполняться быстро, с соблюдением всех требований к режиму нагрева и выполнению приемов ковки.

БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА

Особенности требований безопасности при выполнении кузнечной сварки связаны с высокой температурой нагрева металла и применением флюсов. В случае перегрева металл начинает искриться, а на поверхности заготовки образуется жидкий шлак. При работе с такими заготовками в момент зачистки и ковки брызги шлака к искры могут нанести травмы работающим в виде ожогов и вызвать возгорание легковоспламеняющихся материалов и одежды, поэтому при кузнечной сварке поковки после нагрева следует аккуратно и тщательно очищать от окалины и шлака. Кроме того, рабочее место должно отвечать всем требованиям пожарной безопасности.

pg-souz27.ru

Что такое кузнечная сварка или сварка ковкой?

Кузнечная сварка металла — один из старейших способов получения неразъемного соединения. При этом, с помощью такого примитивного метода можно соединять самые разнообразные металлы, в том числе нержавейку. Но учитывайте, что сварной шов получается недостаточно прочным, и эта работа считается очень трудоемкой. Однако, есть у кузнечной сварки и свои преимущества.

В этой статье мы кратко расскажем, в чем суть кузнечной сварки и какие особенности нужно учесть, чтобы соблюдать технологию.

Содержание статьи

Общая информация

Кузнечная сварка (она же сварка ковкой) — метод соединения металлов, суть которого заключается в формирование сварного шва с применением кузнечных инструментов. Металл доводят до пластичного состояния и бьют по нему кузнечным ударным инструментом. До изобретения РДС такой способ сварки применялся повсеместно. Но сейчас кузнечная сварка применяется только для соединения деталей из низкоуглеродистой стали.

Чтобы получить качественный шов нужно тщательно очистить металл. Загрязнения и коррозия не должны препятствовать формированию шва во время ковки. Но нужно понимать, что кузнечная сварка — это трудоемкая и малопроизводительная работа. К тому же, шов получается не таким уж прочным, как хотелось. По этой причине сварка ковкой не применяется на производствах, а остается уделом частных мастерских. Тем не менее, с помощью такой незамысловатой технологии можно своими руками выполнить несложный ремонт в полевых условиях.

Технология

Технология кузнечной сварки проста, но в то же время очень трудоемкая. Она требует от кузнеца железного терпения, поскольку на выполнение одного этапа уходит много времени и физических сил. Но если вы все сделаете правильно, то в конечном итоге получите отличный результат. Далее мы расскажем вам все о технологии сварки ковкой.

Нагрев

Все начинается с предварительного нагрева деталей. Нагрев осуществляется в специальных печах или горнах. Важно, чтобы пламя не имело окислительных свойств и в очаге не должно быть лишнего топлива или жидкости для розжига. В качестве топлива рекомендуем использовать древесный уголь. Он хорошо зарекомендовал себя, поскольку не содержит в своем составе серу. А избыток серы приводит к ухудшению качества готового шва.

Также применяется каменный уголь, но в нем может присутствовать до 1% серы. Следите, чтобы фракции угля были более-менее одного размера. Сам уголь должен быть просеянным и некрупным.

Сначала в печь загружается уголь. Он должен хорошо прогореть, чтобы небольшой процент серы испарился. Затем нужно нагреть концы деталей, которые затем будут стыковаться. Средняя температура нагрева — от 1300 до 1400 градусов по Цельсию. Если сталь низкоуглеродистая, то при воздействии такой температуры она приобретет белый цвет. Если у металла, из которого сделана деталь, высокое содержание углерода, то не стоит превышать температуру нагрева более 1200 градусов. Металл должен сменить цвет на белый с желтым.

Такие высокие температуры используются только для нагрева, во время ковки температура понижается. Поэтому учитывайте, что при есть вероятность перегрева металла и образования окалины. Чтобы этого избежать можно использовать флюс для кузнечной сварки. Флюс наносят прямо на деталь, но не предварительно, а прямо во время нагрева. Можно купить специальный флюс в магазине, а можно использовать вымытый и просеянный речной песок.

Не нужно насыпать толстый слой флюса, иначе металл просто не прогреется и образуется много шлака. Посыпайте флюс тонким слоем. Можете смешать речной песок с бурой, тогда примесей при ковке будет меньше. Но не стоит применять буру, если у вас качественный очищенный уголь. Это не принесет должного результата. А вот если уголь плохой и способствует образованию шлака, то бура может помочь. Кстати, если буры у вас нет, то можете использовать обычную поваренную соль.

Есть еще одна хитрость касаемо флюсов. Если деталь небольшого размера, то флюс можно не использовать. Нагрейте заготовку, а затем быстрым движением переместите ее в песок. Сам песок нужно предварительно насыпать в металлический ящик, который следует поставить на горн. Песок немного нагреется и разность температур будет не такой большой.

Также учитывайте, что при использовании песка все равно будет образовываться шлак. Он будет стекать с детали вместе с песком, так что подсыпайте песок по мере необходимости. Обычно требует насыпать песок два-три раза за весь нагрев. В это время необязательно вынимать деталь из огня.

Еще можно смешать флюс с железными опилками, если в металле содержится много углерода. Также можно использовать ферромарганец. Такие смеси способствуют улучшению качества шва, поскольку поглощают избыток углерода.

Иногда бывают ситуации, когда требуется сварить две детали из разных сталей. Мы рекомендуем сначала прогревать ту деталь, у которой меньшее содержание углерода. А прогревать вторую деталь следует спустя небольшой промежуток времени.

Проковка

Теперь о ковке. Как только деталь хорошо прогрелась ее нужно достать из печи или горна, и поместить на наковальню. Тут же следует совершить несколько ударов по наковальне. Так вы собьете шлак. Далее нужно состыковать две нагретые заготовки и нанести несколько легких ударов с помощью кузнечного молота.

Удары должны быть частыми и ритмичными, а детали должны быть плотно прижаты друг к другу, чтобы избежать окисления металла. Затем нужно увеличить силу удара, сохраняя прежнюю скорость. Благодаря сильным ударам две заготовки окончательно соединяются между собой и начинают приобретать единую форму. Чтобы прочность была выше можно проковать не только концы двух деталей, но и прилегающие к ним участки. Саму проковку нужно делать от середины соединения к краям. Так шлак будет равномерно выходить из зоны сварки.

Некоторые мастера после проковки снова нагревают уже готовые детали. Затем снова выполняют проковку. С виду такое изделие выглядит более монолитным, но здесь главное не переусердствовать. Иначе многочисленные нагревы могут наоборот ухудшить качество шва. А вы должны помнить, что само соединение в кузнечной сварке не такое уж и прочное.

Отделка

Отделка — это обязательной этап любой художественной ковки. Но в кузнечной сварке отделка применяется нечасто. Если вам все же нужно сделать соединение эстетически привлекательным, то можете использовать предназначенный для этого кузнечный инструмент. Также можно использовать полировку, кварцевание или патинирование. Используйте щетки с металлическим ворсом, полировочные пасты, пасту ГОИ. Это, конечно, необязательный этап. Он выполняется при изготовлении художественных изделий, а не при ремонте.

Вместо заключения

Кузнечная сварка — почти забытый, но весьма интересный метод соединения металлов. Вам доступна кузнечная сварка нержавейки, а также кузнечная сварка изготовление ножей, что часто практикуется в частных мастерских.  Не нужно думать, что раз такая технология потеряла свою актуальность на фоне более современных методов сварки. Наоборот, изделия, изготовленные с применением кузнечной сварки, приобретают особую значимость. Ведь они в прямом смысле изготовлены своими руками.

А вы сталкивались с кузнечной сваркой в своей практике? Может быть вы и есть профессиональный кузнец, которых теперь осталось так мало? Расскажите об этом в комментариях ниже. Желаем удачи в работе!

[Всего голосов: 2    Средний: 4/5]

svarkaed.ru

Способ изготовления флюса для кузнечной сварки. Чем заменить в кузнице флюс


Способ изготовления флюса для кузнечной сварки

 

Класс 4911, 36„.

М 55809

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро после изобретений Госплана при СНК СС

П. В. Паравян.

Способ изготовления флюса для кузнечн

Заявлено 2 марта 1938 года в НКТМаш за № 14

Опубликовано 31 июля 1939 года.

Предмет изобретения.

Тип. арт. «Сов. пенс» Зак. ¹ 6010 — 675

Предмет изобретения составляет способ изготовления флюса для кузнечной сварки, применяемого вместо буры.

Для этого свежепрокаленная нега- шеная известь смешивается с водой из расчета 0,3 вес. ч. извести на

1 вес. ч. воды, и в полученное известковое молоко всыпается 1,3 ч. .по весу щелока, предпочтительно углекислого натрия. При стоянии 1 в течение нескольких часов при комнатной температуре смесь затвер. девает и в раздробленном состоянии может применяться в качестве флюса для кузнечной сварки.

Кроме того, можно полученный таким образом твердый продукт облить хорошо отстоявшейся и прокипяченной известковой водой, причем количество последней по весу должно составлять 1 ч. на 2 ч. твердого вещества.

После нескольких часов стояния смесь эта превращается в мелкий порошок, который ооладает в качестве флюса еще лучшими качествами, чем первоначально полученный продукт.

Способ изготовления флюса для кузнечной сварки, отличающийся тем, что 0,2 — 0,3 вес. ч. негашеной навести, растворенной в 1 вес. ч. воды, смешивают с 1,3 вес. ч. щелока с целью образования твердого вещества, постепенно превращающегося в порошкообразный флюс.

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сварке, в частности к способам прокалки сварочных флюсов при их применении и изготовлении

Изобретение относится к сварке, в частности к составам флюсов, используемых для механизированной сварки с повышенной скоростью, применяемых для восстановления изношенных деталей, работающих в условиях абразивного износа, в том числе колечатых валов

Изобретение относится к веществам, используемым для термической обработки металлов и сплавов, и может быть использовано в качестве теплоносителя при восстановлении деталей наплавкой металлических порошков

Изобретение относится к сварочному производству и предназначено для использования при нанесении высоколегированных плакирующих слоев путем автоматической электродуговой наплавки ленточным электродом под слоем заявляемого флюса

Изобретение относится к области сварочных материалов, а именно к флюсам для наплавки индукционно-металлургическим способом твердых сплавов

Изобретение относится к технологии восстановления изношенных деталей железнодорожной техники

Способ изготовления флюса для кузнечной сварки

www.findpatent.ru

Кузнечная сварка сталей

Кузнечная сварка сталей

ПОЛУЧЕНИЕ СОЕДИНЕНИЯ

Операцию получения неразъемного соединения ручной или машинной ковкой называют кузнечной сваркой.В начале VI в. русские кузнецы путем кузнечной сварки варили многослойную сталь “харалуг”, которая по своему качеству превосходила булатные и дамасские иранские и турецкие клинки. Этот метод относится к сварке давлением в твердом состоянии и заключается в сближении соединяемых поверхностей путем пластического деформирования, при котором возникают межатомные силы притяжения.

 

Получить качественное неразъемное соединение можно только при условии удаления с соединяемых поверхностей оксидных и других загрязняющих пленок. При сварке давлением это достигается приложением к свариваемым поверхностям давлений, достаточных для разрушения и удаяения загрязняющих пленок и ликвидации всех неровностей на поверхностях заготовок.

Таким образом, для осуществления кузнечной сварки металл заготовки должен обладать высокой пластичностью и низким сопротивлением деформированию, а соединяемые поверхности должны быть тщательно очищенными в момент пластического деформирования.

Кузнечная сварка обеспечивает высокую надежность сварного соединения, но требует высокой квалификации рабочего.

Процес

10i5.ru

Кузнечная (горновая) сварка - Ковка

Горновая сварка — древнейший вид сварки давлением. На протяжении почти трех тысячелетий человечество широко пользовалось железом, не умея его расплавить, поэтому к железу нельзя было применять давно известную литейную сварку и была изобретена горновая сварка, способ, как бы предназначенный для железа. Расцвету и развитию горновой сварки чрезвычайно способствовал и сам способ производства железа, существовавший на протяжении тысячелетий до второй половины XIX столетия.

При горновой сварке сталь нагревают до перехода в пластическое состояние, нагретый металл подвергают сдавливанию в процессах ковки (кузнечная сварка), прокатки, прессования, волочения и т. д. Сталь нужно нагревать до температуры 1100-1300° С, Всяком случае выше точки превращения alpha-gamma.

Рассмотрим кратко основные процессы, происходящие в металле с повышением его температуры, остановившись для примера на углеродистых сталях. С повышением температуры по достижении критической точки Ас3 обычное alpha-железо переходит в gamma-железо, хорошо растворяющее углерод в больших количествах. При этом цементит и перлит стали исчезают, углерод распределяется равномерно по объему металла, который переходит в однородный аустенит. При дальнейшем повышении температуры наблюдается рост зерен металла, т.е. границы между зернами исчезают, несколько мелких зерен срастаются в одно крупное зерно, стремясь уменьшить общую свободную поверхность. При этой температуре и начинается сварка, т.е. образование в пограничной зоне новых кристаллических зерен, заимствующих материал для своего роста от обеих соединяемых частей, что ведет к уничтожению физической границы раздела между частями.

Прочность сварки растет с увеличением температуры и давления в известных пределах. При чрезмерном повышении температуры могут наступить явления перегрева металла и расплавление отдельных структурных составляющих, что ведет к снижению прочности сварного соединения.

Свариваемость давлением в пластическом состоянии весьма различна у различных металлов. Отличной свариваемостью обладает низкоуглеродистая сталь. С повышением содержания углерода свариваемость быстро падает, и стали с содержанием углерода свыше 0,7% плохо свариваются давлением. Плохо свариваются также многие легированные стали, цветные металлы. Чугун практически не сваривается давлением в пластическом состоянии.

Место сварки можно нагревать различными источниками тепла. Особенно высоких температур не требуется, и необходимый нагрев может быть получен в различных печах и горнах, отапливаемых твердым, жидким или газообразным горючим. Большинство обычных горючих материалов при сжигании их с воздухом в печах надлежащего устройства обеспечивает достаточный нагрев.

Поверхности свариваемых деталей, даже тщательно зачищенные предварительно, в процессе нагрева обычно значительно окисляются, слой окислов делает сварку невозможной. Для очистки поверхности сварки от окислов необходимо прибегать к химической очистке, применяя флюсы, образующие с окислами металла легкоплавкие соединения, легко выдавливаемые из стыка в процессе осадки и, таким образом, позволяющие приводить в соприкосновение совершенно чистые поверхности металла.

При нагревании стали образуется железная окалина, состав которой колеблется между окислами FeO и Fe3O4, достаточно тугоплавкими и не расплавляющимися при температуре белого каления. Эти окислы имеют основной характер, поэтому для их офлюсования или ошлакования, т.е. перевода в легкоплавкие соединения, жидкие при температуре сварки, следует применять окислы кислотного характера, нелетучие и достаточно стойкие при температуре сварки. Флюсами при горновой сварке могут; служить: бура Na2B4O7, борная кислота В(ОН)3, поваренная соль NaCl, мелкий речной или кварцевый песок, бой оконного стекла, а также их смеси.

После нагрева и офлюсования места сварки выполняют операцию осадки. Осадка вызывает значительную деформацию металла, течение его вдоль поверхностей соединения, способствующее перемешиванию и взаимной диффузии частиц металла соединяемых частей. Величина необходимого удельного давления при осадке зависит от свойств свариваемого металла и температуры нагрева. Чем выше нагрев, тем меньшее требуется давление осадки. Осадка может производиться ручной или механической проковкой места — прессованием, прокаткой. Таким путем может быть получена, например, многослойная листовая сталь. Подобным же образом изготовляют биметалл посредством совместной прокатки разогретых заготовок, например стали и никеля, углеродистой стали и нержавеющей стали или меди и т. д.

 

При горновой сварке всегда довольно велика вероятность оставления окислов, окалины и других загрязнений на поверхностях металла, подлежащих сварке. Нагрев до пластического состояния не обеспечивает удаления загрязнений в процессе осадки, в особенности при значительных размерах сечений сварки. Поэтому для повышения надежности горновой сварки стремятся увеличить поверхность соприкосновения соединяемых частей, с этой целью поверхность перед сваркой соответственным образом подготавливают и разделывают.

 

 

Если осадка производится, например, проковкой таким образом, что она уменьшает сечение металла места сварки, то прибегают к предварительной высадке соединяемых частей. Несмотря на относительную простоту процесса и отсутствие расхода дефицитных материалов, горновая сварка в настоящее время мало используется, отходя на второй план, уступая место современным, более совершенным и производительным способам сварки.

 

Существенными недостатками горновой сварки являются: медленность нагрева металла и, следовательно, низкая производительность процесса; сложность процесса осадки, требующего значительной квалификации рабочих; недостаточная надежность получаемого сварного соединения. К этому присоединяется возможность значительного роста зерна, перегрева и пережога металла ввиду продолжительности процесса нагрева. Малая производительность делает горновую сварку дорогой, а прочность сварного соединения получается пониженной и колеблющейся в широких пределах. Эти причины и объясняют постепенное вытеснение горновой сварки в современном производстве.

 

Разновидностью горновой сварки являются способы, при которых изделие для нагрева не помещается в специальную печь, а место сварки нагревается специальными сварочными горелками. Методом подобного рода является газопрессовая сварка. Место сварки возможно нагревать более дешевыми промышленными газами, сжигаемыми в смеси с воздухом в специальных горелках. За горелками следует осадочное устройство в форме молотов, производящих проковку шва, прокатных вальцов, сварочных роликов, катящихся по шву, производящих осадку и осуществляющих таким образом сварку деталей, чаще всего стальных листов.

 

Имеются отрасли производства, где горновая сварка и сейчас сохраняет ведущее положение, например производство сварных газовых труб, преимущественно небольших диаметров, не свыше 100 мм. Полосы стали нагревают в печах, затем нагретая полоса со свертышем на конце протаскивается через волочильную оправку со скоростью несколько десятков метров в минуту, происходит свертывание полосы в трубу и заварка продольного шва. Производство таких труб имеет массовый характер, и они выпускаются тысячами километров для газовых, водопроводных сетей и пр.

 

Сохранила горновая сварка значение в производстве различного составного инструмента из поделочной и инструментальной углеродистой стали (топоры, ломы, кирки и т. п.).

Видео: Кузнечная сварка якоря

Сообщение отредактировал Andrew: 04 Март 2015 16:46

websvarka.ru

Кузнечное дело: Кузнечная сварка

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 (см. табл. 5.1). 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.

Так как при температуре выше начала ковки проис­ходит интенсивное образование окалины и возможен пережог металла, то для уменьшения окалины, облегче­ния ее удаления и предохранения металла от пережога заготовку посыпают флюсом. Флюс посыпают на заго­товку в период нагрева ее до температуры 950 ... 1050 °С. В качестве флюса применяют чистый, сухой и мелкий речной песок, хорошо промытый, просеянный и отделен­ный от глины и других примесей. Толстый слой флюса на металле затрудняет его равномерный прогрев и после­дующую очистку от шлака. Поэтому посыпать его нужно равномерным тонким слоем на расстоянии 0,5 ... 0,6 м от огня. Иногда к песку добавляют около 10% прокален­ной буры. Она лучше шлакуется, чем песок, и очищает металл от всех посторонних примесей, оседающих на нем при нагреве. Применять буру следует, когда уголь плохо очищен и дает много шлатга. тёсли нет буры, ее можно заменить поваренной солью.

При нагреве мелких заготовок их часто не посыпают флюсом в горне, а быстро вытаскивают из огня и раска­ленным концом втыкают в песок, находящийся в метал­лическом ящике на горне. После этого заготовку снова кладут в горн для окончания нагрева.

Образующийся из флюса шлак постепенно стекает с поверхности металла, поэтому при дальнейшем нагреве заготовки до сварочной температуры ее еще 2—3 раза посыпают песком, не вынимая из огня.

При сварке стали, содержащей больше 0,3% углерода, к флюсу добавляют опилки мягкого железа, а инвгда ферромарганец. При высокой температуре такие опилки поглощает с поверхности стали углерод и способствует улучшению качества сварки.

Если необходимо сваривать две заготовки из разных марок сталей, то сначала начинают нагревать сталь с меньшим содержанием углерода, так как температура нагрева ее до сварки больше, а спустя некоторое время, начинают нагревать заготовку из стали с большим содер­жанием углерода.

Сварку Выполняют следующим образом. После нагрева свариваемые заготовки быстро вынимают из горна и ударами о наковальню, а также молотком сби­вают шлак. Иногда для очистки заготовок используют скребки и металлические щетки. Затем стыкуют или накладывают друг на друга подлежащие сварке концы заготовок и наносят по ним сначала легкие и частые удары, при'которых остатки шлака выдавливаются наружу, а по­верхности стыка плотно прижимаются друг к другу, что защищает их от окисления. Сварку заканчивают частыми сильными ударами, в результате которых сваривают соединяемые концы заготовки и получают требуемую форму и размеры в месте сварки. Нельзя ограничиваться проковкой только места сварки. Надо также хорошо проковать участки, прилежащие к месту сварки, чтобы увеличить прочность всей поковки. Проковку следует вести от середины соединения к краям, чтобы дать воз­можность выходу шлака.

Иногда для лучшей проковки сваренную заготовку повторно нагревают до сварочной температуры и еще раз проковывают. Однако такие нагревы делать нежела­тельно.

Отделку, если она требуется, выполняют после подогрева сваренного места до температуры 900 ... 950 °С и в зависимости от окончательной формы места сварки его отделывают подбойками, обжимками, гладилками и другим кузнечным инструментом.

Способы кузнечной сварки (рис. 7.18). Сварка внахлест (рис. 7.18, а) является наиболее распро-странным способом, при котором получается достаточно прочное сварное соединение. Концы заготовок к сварке готовят следующим образом. Сначала их высаживают. Потом на них отковывают скосы при помощи молотка, кувалды и полукруглой подбойки-верхника 3 (см. рис. 3.5, а). Середина Скосов должна быть выпуклой для облегчения вытеснения шлака при начале ковки. После нагрева концов до сварочной температуры их скосами накладывают один на другой"« выполняют операции сварки и отделки, как описано выше.

Достоинством этого способа кузнечной сварки яв­ляется то, что форма исходных свариваемых поверхностей обеспечивает хорошее удаление отходов шлава с соединя­емых поверхностей.

Этим способом сваривают заготовки толщиной или диаметром до 30 мм с одним нагревом. При сечениях с большими размерами операцию выполняют с двумя нагревами. С первого нагрева сваривают тонкие участки соединения, а после второго нагрева выполняют окончательную сварку. При диаметре заготовок больше 60 мм сварку ручной ковкой не удается осуществить, поэтому

ее выполняют на молотах. 

Сварку вразрур (рис. 7.18, б) применяют для заготовок с большими сечениями или при сварке мягкой стали с твердой. Здесь требуется более сложная подго­товка свариваемых концов.^Оба свариваемых конца вы-саживают: из мягкой стали больше, а из твердой не­сколько 'меньше. После этого высаженный конец заго­товки из мягкой стали разрубают, а конец из твердой стали отковывают на клин так, чтобы он входил в разруб первой заготовки. Затем, после соответствующего нагрева и удаления шлака, концы соединяют, сваривают и от­делывают, как описано выше. 

Сварка встык (рис. 7.18, в) состоит в том, что концы свариваемых заготовок высаживают до полутора диаметров от исходных и закругляют, чтобы при сварке вытеснялся шлак. Затем, после соответствующего нагрева и удаления шлака, кузнец берет один кусок, а молото­боец — другой и на наличнике наковальни прикладывают один конец к другому и ударяют кувалдой по противо­положным холодным концам до тех пор, пока конц^ не сварятся, после чего частыми и сильными ударами заканчивают сварку и отделку сваренного места.

Сварку вращеп применяют для соединения тонких полос, что требует достаточно сложной подготовки свариваемых концов. При выборе соединяемых заготовок следует предусмотреть, чтобы они заходили один на дру­гой не менее чем 2,5 толщины свариваемых полое. Поря­док сварки показан на рис. 7.18, г. Подготовленные для сварки концы нагревают до сварочной температуры, очищают от шлака, вставляют друг в друга, сваривают и отделывают ковкой, как описано выше. Такой способ сварки обеспечивает высокую прочность сварного соеди­нения. Его применяют при сварке колесных шин, поло­манных рессорных листов. Однако при сварке рессорной стали нельзя гарантировать хорошего качества шва, так как такая сталь содержит много углерода и кремния.

Сварка взамок используется для соединения концов поковок типа колец. При этом свариваемые концы соответствующим образом формируют и для постановки между ними изготовляют шашки (клинья) из марки стали, Одинаковой с маркой стали свариваемых концов. Нагретые до сварочной температуры концы заготовки и шашки Ш


очищают от шлака, стыкуют, укладывают шашки между концами и проковывают. Затем сваренное место правят Приемы подготовки и сварки заготовок взамок показаны, на рис. 7.18, д, е. Этот способ сварки чаще выполняют на молотах. 

Дефекты при кузнечной сварке. Непровар полу­чается в результате плохого закругления подготовленных для сварки концов, из-за чего, при начальной ковке, шлак полностью не выдавливается и заковывается внутрь соединения; некачественной обработки свариваемых по­верхностей флюсом; плохой очистки соединяемых поверх­ностей от шлака; образования вторичной окалины из-за задержки ковки после очистки заготовки от шлака.

Пережог при сварке наиболее вероятен, чем при других кузнечных операциях, так как ковочная темпе­ратура и температура пережога близки друг к другу. Поэтому при нагреве заготовки для кузнечной сварки следует быть особо внимательным. Необходимо помнить, что пережог является неисправным дефектом.

Малая прочность сварного шва полу­чается из-за того, что выросшие зерна при нагреве загото­вок до ковочной температуры не измельчились при ковке. Это чаще всего происходит при малом наборе металла во время подготовки концов к сварке. Металла не хватает, структура осталась крупнозернистой, а соединение не­достаточно прочным.

Малая прочность околошовных уча­стков поковки получается из-за прогрева заго­товок до ковочной температуры на большую длину от свариваемого конца, чем требуется для сварки. При этом в месте сварки набранный осадкой металл проковывается, и зерна измельчаются, а околошовные участки не имеют утолщений, поэтому не проковываются и в них сохра­няется крупнозернистая структура металла. Следова­тельно, при подготовке заготовок к сварке надо нагревать до ковочной температуры только утолщенные концы, которые будут хорошо проковываться.

Неточность размеров после сварки может быть по сечению и по длине. Размеры по сечению меньше требуемых по чертежу получаются из-за недостаточ­ного набора материала на свариваемых концах. Размеры по длине больше требуемых по чертежу получаются при избытке металла на свариваемых концах. Поэтому надо стремиться к точному определению размеров заготовок.

delo-kuzneca.blogspot.com

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 Ас3, переходит в gamma-железо, в котором прекрасно растворяется углерод в больших количествах. По ходу этого процесса цементит и перлит пропадают, а углерод равномерно распределяется по всему объему металла, плавно переходя в однородный аустенит. При дальнейшем росте температуры, зерна металла начинают увеличиваться, вследствие чего границы между ними исчезают и мелкие зерна срастаются в крупное зерно, уменьшая общую свободную поверхность. В этот момент как раз и начинаются сварочные работы, по ходу которых в пограничной зоне образуются новые кристаллические зерна, заимствующие материал для своего увеличения у обеих соединяемых частей, тем самым уничтожая физическую границу раздела между ними.

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.

metallmania.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о