Андрей Смирнов
Время чтения: ~12 мин.
Просмотров: 0

Основы кузнечной и художественной сварки

Материалы и инструменты для создания железной розы

  • сварочный аппарат (полуавтомат, либо инвертор; для инвертора используйте электроды толщиной 2 мм при значении тока 50-70 А)
  • угловая шлифовальная машина или болгарка (с отрезным и шлифовальным дисками; лучше использовать — отрезной диск толщиной 1 мм, а шлифовальный — лепесткового типа)
  • дрель со сверлами по металлу диаметром 0,5 — 1 см
  • железный прут диаметром 8-12 мм (для ножки цветка)
  • листовое железо толщиной 0,5 мм; (можно использовать металл с капотов или крыльев автомобиля, его толщина по госту 0,5 — 0,8 мм)
  • газовая горелка, или любой другой источник высокой температуры
  • 300 г моторного масла (желательно не отработанного)
  • круглогубцы
  • фломастер

Вырежьте из железного листа 4 квадрата со стороной 10 см. Если хотите чтоб ваша роза была более пышной, заготовьте 5 квадратов.

Расчертите на квадратах форму будущих лепестков, а на одном из них — подобие «розы ветров». Это будет заготовка для чашелистика, поэтому не старайтесь добиться идеальной симметрии — природа делает каждое свое творение индивидуальным.

Возьмите железный прут, при необходимости укоротите его до нужной длины — это стебель будущей розы (40-50 см).

Теперь нужно проделать отверстия для стебля в вырезанных заготовках лепестков. Есть 2 способа — сверление и сварка.

С помощью дрели просверливаем отверстие строго по центру, диаметр отверстия должен соответствовать диаметру прута. Если диаметры не совпадают, предположим, вы выбрали прут диаметром 12 мм, а самое толстое имеющееся у вас сверло — 8 мм, то просверлите 3 отверстия рядом так, чтобы получилось одно отверстие нужного размера. Внутренние края подогните круглогубцами или тонкими пассатижами. Прут должен плотно входить в отверстия, иначе его сложно приварить.

Используйте электрод толщиной 3 мм и установите значение тока около 100 А. Поднесите электрод к центру лепестка и зажгите дугу. Вдавливайте электрод в металл, протыкая его насквозь. Так как мы используем тонколистовое железо, оно прожжется с легкостью. Но будьте аккуратны, отверстие не должно быть слишком большим.

Совет: не обязательно делать идеально круглые отверстия. Их нужно сделать такими, чтобы прут соприкасался с ними не менее, чем на 50% своего диаметра. Это необходимое условие для правильного сваривания и прочности всей конструкции. В процессе изготовления отверстий периодически прикладывайте к ним прут, это позволит контролировать процесс.

Отступите 2 см от конца прута. Теперь оденьте на него заготовки с лепестками, начиная с чашелистика. Располагайте каждый слой лепестков так, чтобы лепестки располагались крест-накрест. Закрепляйте каждый слой сваркой

Осторожно — тонкий металл быстро прогорает, поэтому плавьте больше прут, чем лепестки

Листики нижнего слоя отогните вниз.

Теперь самая интересная часть работы — формирование лепестков. Нагрейте пока еще плоские лепестки газовой горелкой. Докрасна раскалять не обязательно, достаточно небольшого нагрева. Под воздействием температуры металл становится пластичным, лучше поддается формовке и снижается вероятность нежелательных деформаций.

Тонкими пассатижами или круглогубцами загните 2 центральных лепестка так, чтобы они были завернуты друг в друга. Остальные лепестки загибайте вокруг них.

Слой за слоем, загибайте все лепестки, отгибая из кончики в противоположную сторону.

Теперь нужно сделать листья розы. Нарисуйте их контуры на металлическом листе. Они тоже могут быть не одинаковыми.

Вырежьте листья болгаркой.

По обеим сторонам листьев сделайте насечки, как показано на фото.

Осторожно! Держите листья только пассатижами, ни в коем случае не руками!!!

Меняйте хват по мере нанесения насечек. Держите лист за один край и делайте насечки на другом, затем наоборот.

Изогните листья руками и прикрепите их к стеблю розы на сварные точки. Будьте осторожны и не прожгите их.

Роза готова. Но необработанный металл со временем покроется ржавчиной, и нужно предотвратить коррозийные процессы. Есть множество вариантов — напыление, лакировка, можно даже покрасить розу в цвета живого цветка.

Я предпочел сделать воронение. Для этого нужно раскалить розу, покрыть ее моторным маслом и снова раскалить, чтобы излишки масла сгорели. Работу нужно проводить только в проветриваемом помещении, а лучше — на открытом воздухе, так как при нагревании масло будет дымиться.

Дополнительные функции

При изготовлении наковальни своими руками и кузнец, и слесарь, и домашний мастер могут продумать и дополнить изготовленную вещь приятными деталями. Например, сделать площадку для прошивок отверстий под заклепки. Не бесполезным элементом будет расчерчивание линейки с делениями. Тогда не нужно будет каждый раз вымерять поковки. Они будут все одинаковой длины. В этом прелесть самодельной наковальни, что она может отвечать всем требованиям мастера.

Самостоятельно сделанная наковальня пригодится не только профессиональным кузнецам, но и простым любителям кузнечного дела, которые хотят проявить свою фантазию и умения в оформлении загородного участка или дачи.

Такой на первый взгляд нехитрый и простой инструмент, как наковальня, является обязательным атрибутом любой кузнецы. Без него невозможно выполнение даже самых простых действий, связанных с .

В то же время покупка этого приспособления не является обязательной, ведь наковальня своими руками может быть сделана любым мастером.

Наковальни – самый важный инструмент, позволяющий выполнять различные кузнечные работы, связанные и горячей ковкой металла. Данный элемент мастерской довольно специфичен, однако он просто незаменим в случае профессионального изготовления кованых изделий.

Подобный инструмент может различаться в зависимости от типа решаемых задач. Он может иметь разнообразные конструкционные элементы, размеры и формы. В основном выделяют два типа кузнечных наковален: однорогие и двурогие.

Наибольшим спросом пользуется первый вариант приспособления. Рог применяется в формировании изгибов металлических изделий в фигурной ковке.

Из чего состоит наковальня?

Боковые стороны позволяют делать изгибы под прямым углом. Сама поверхность устройства гладкая и ровная, а также отшлифована и закалена. Именно эта часть является рабочей.

В ней присутствуют два отверстия квадратной и круглой формы, использующиеся в случае выполнения дополнительных операций с изделиями и при поддержании инструмента.

По весу наковальни разделяют на маленькие, средние и большие. Наиболее оптимальным вариантом являются самые тяжелые модели весом 95 кг и более. Такие устройства позволяют работать с большими заготовками.

В домашних условиях подобный инструмент не относится к самым необходимым. Тем не менее его наличие позволяет без труда выравнивать различные изделия, например гвозди, проволоку или листовой металл.

Естественно, применение в бытовых целях не требует обязательной покупки подобного инструмента. Однако при необходимости может быть сделана самодельная наковальня. Она без проблем позволит выполнить все самые простые функции, которые к ней предъявляются.

Конечно, изготовить качественное фигурное изделие на самодельном варианте крайне сложно

В таком случае лучше обратить внимание на профессиональные модели. А вот во всех остальных потребностях, ручной инструмент станет самым оптимальным выбором

Применение

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

Области деятельности, в которых востребована эта технология.

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

Общие данные

https://youtube.com/watch?v=8T7ulP2brAk

https://youtube.com/watch?v=8T7ulP2brAk

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

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

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

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

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

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

Особенности

Податливость к соединениям, благодаря термической диффузии, с использованием высокого давления, при доведении материала до мягкого пластичного состояния, как правило, у разных наименований металлов и составляющих имеет существенные различия. Таким образом, податливыми к соединениям считаются низкоуглеродистые стали с процентным содержанием углерода, не превышающим 0,6 %. В случае увеличения процентного содержания, общая способность к сочетаниям ослабевает.

Плохо поддаются ковке легированные стали, а также цветные металлы, включая их сплавы. Кроме этого, все разновидности чугуна совершенно невозможно соединять данным путем. Основной преградой для процесса соединения в процессе термической диффузии является образование прослойки из окалины на разогретой поверхности. Эту прослойку формируют тугоплавкие окислы под наименованием FeO и Fe3O4, обладающие слабой способностью расплавляться при воздействии температуры, которой достаточно для ослабления основной поверхности метала.

Для снижения влияния окислов, создающих помехи, поверхность, которую предполагается подвергать процедуре, покрывают специальными флюсами для кузнечной сварки. Они носят кислотный характер. Чаще всего для этой цели используют поваренную соль или борную кислоту. Также может подойти прокаленная бура для кузнечной сварки. В иных случаях использование флюса замещается некоторыми подручными материалами. Таким, к примеру, может стать стеклянный бой, а также мелкий песок с речного берега, способный заменить кузнечную сварку бурой.

Данная сварка считается одним из сложных процессов в технологическом плане, так как требует от специалиста многих знаний и практических навыков. Для примера следует понимать, что способность к соединению металла появляется лишь при достижении определенной температуры. В случае недостаточного разогрева поверхности получится дефект, называемый непроваром. А если метал перегреть, то образуется прожог, который также не приведет изделие к качественной форме.

Варим полиэтилен

Области применения сварки пластмасс.

Что можно варить кроме металлов? Керамику. Стекло. Но на втором почетном месте стоят пластмассы или полимеры, прежде всего это полиэтиленовые трубы. С полиэтиленом можно работать терморезисторным, электромуфтовым методами, можно электросопротивлением: эти термины перечисляются в технической литературе. Не пугайтесь, все варианты можно называть коротко – сварка НЗ. НЗ – закладные нагреватели.

Суть процесса – расплавление полиэтилена в местах соединения с помощью металлических спиралей электрического нагревателя, который заложен в деталь. Способ чрезвычайно популярен, у него большие перспективы в промышленности: применяется в различных трубопроводах, замене старых металлических труб новыми полиэтиленовыми, установке и ремонте, развитии новых полимерных технологий.

В работе с пластмассами применяется еще один способ НИ или сварка нагретым инструментом. Самый простой вариант подвода тепла для нагрева полимерных поверхностей. Для работ с НИ существует множество вариантов сварочных инструментов – от простого электропаяльника для маленьких деталей до специальных сварочных аппаратов различной величины. Уважающие себя сантехники держат в своих рабочих чемоданах такого рода аппараты в обязательном порядке.

Теперь классификация по типу механизации процесса:

  1. Автоматическая
  2. Автоматизированная
  3. Механизированная
  4. Ручная, начнем с нее.

Недостатки сварки кузнечного типа

При проведении кузнечной сварки металлов возможно возникновение некоторых серьёзных дефектов. К числу наиболее распространённых из них относятся:

непровар (становится результатом ненадлежащего закругления приготовленных для сваривания концов, низкокачественной обработки флюсом соединяемых изделий, или возникновения вторичной окалины вследствие запоздалой очистки заготовки от шлака);
пережог (наиболее вероятен именно при кузнечной сварке, так как температура ковки и пережога примерно одинаковы

По этой причине необходимо не терять внимание при ковочных работах и помнить, что этот дефект исправить нельзя);
низкая прочность сварного шва (возникает по причине того, что увеличившиеся зёрна при подогреве заготовок могут не измельчиться при ковке. Зачастую такой дефект возникает при недостаточном наборе металла в процессе подготовке его концов к свариванию);
низкая прочность пришовных участков (образуется из-за того, что прогрев металла до температуры ковки проходит на большую длину, чем это требуется для сваривания

Чтобы избежать этого дефекта, необходимо прогревать до нужной температуры только концы большой толщины);
неточность итоговых размеров (возникает по сечению или по длине изделия. Дефект образуется ещё на стадии подготовки чертежей – правильная планировка будущей сварки и подготовка металла в нужных объёмах помогут его избежать).

В итоге необходимо отметить главное – кузнечный способ сварки подходит в том случае, если обрабатываемые металлы можно соединить швом кустарного производства. В промышленности этот тип сварочных работ почти не применяется, но он всё ещё востребован среди производителей мелких сельскохозяйственных материалов и скульпторов, создающих произведения из металлических материалов. Главное преимущество кузнечной сварки – простота технологии и доступность оборудования, но этот способ ковки может привести к возникновению дефектов у обрабатываемых изделий.

Условия

Для выполнения действий с применением данных техник следует придерживаться только одного обязательного правила – торцы заготовок должны иметь выпуклую форму, а также иметь утолщения на своих концах. Такое условие необходимо соблюдать потому, что в процессе осуществления соединений методом кузнечной сварки во время разогрева заготовки на поверхности металла формируется шлаковая пленка. А если поверхность имеет выпуклости, то частицы шлака могут выдавливаться наружу. Утолщения, сформированные на концах заготовок, предназначенных для ковки, служат технологическим резервом в процессе приобретения требуемой формы.

Инструменты для кузнечной сварки

У кузнечного и сварочного цехов много общего, поэтому
превратить обычный сварочный цех в комбинированный кузнечно-сварочный не составляет
труда.

Для кузнечной сварки вам потребуются следующие инструменты:
горн, наковальня, тиски, кувалда, молотки, кузнечные зубила, клещи.

Кузнечный горн лучше всего сделать передвижным (Рис. 9. 1.).

Высота горна принимается равной 70 – 80 см,
размеры стола – 100 Х 150 см. Фильтр у пылесоса удалите, а
трубку вставьте в нагнетающее гнездо пылесоса.

Фурма сваривается из металла по чертежу (Рис. 9. 2.):

Наковальню также лучше всего сделать передвижной (Рис. 9.
3.).

Основными ударными инструментами кузнеца-сварщика являются
кувалда и набор различных молотков (Рис. 9. 4.).

Работать ручниками можно одной рукой, а вот для кувалды и
боевых молотов необходимо иметь помощника.

 Чтобы избежать
дополнительных затрат, предлагаю изготовить несложный механизм, управляющий
ударом кувалды путем нажатия ножной педали.

 Принцип его работы
понятен из Рис. 9. 5. и не нуждается в дальнейших пояснениях.

Кузнечные зубила подразделяются на зубила для рубки нагретых
и холодных заготовок. Зубила для холодной рубки  делают более массивными, с углом заточки ножа
60°; ножи у зубил для горячей рубки делают более тонкими, с углом заточки 30°
(Рис. 9. 6.).

Кузнечные клещи имеют вытянутые ручки для предохранения рук
кузнеца от жара горна и заготовки. Форма губок клещей зависит от вида удерживаемой
ими заготовки (Рис. 9. 7.).

Влияние скорости подачи электродов

Скорость подачи электродов для сварки должна обеспечивать необходимое количество подаваемого расплавленного материала. Его недостаточное количество может привести к подрезу. Данный фактор очень важен как в прямой так и в обратной полярности при сварке.

Во время электродуговой сварки из-за быстрого перемещения стержня вдоль соединения, мощности дуги может не хватить, чтобы прогреть металл. В результате формируется неглубокий шов, лежащий сверху металла. Кромки при этом остаются не проплавленными.

Медленное продвижение электрода приводит к перегреву. В таком случае возможно прожигание поверхности и деформация тонкого металла.

Современные сварочные аппараты обладают широким спектром разнообразных функций и возможностей. Тем не менее на данный момент до сих пор большая часть качественно выполненной работы определяется именно мастерством человека.

Подведем итоги

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

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

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

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации