148 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Кузнечный флюс своими руками

Кузнечная (горновая) сварка

#1 Andrew

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.

Видео: Кузнечная сварка якоря

Сообщение отредактировал Andrew: 04 Март 2015 16:46

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.

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

Ковка или кузнечная сварка с бурой

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.

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.

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.

Читать еще:  Простые самоделки своими руками в домашних условиях

про кузнечную сварку ?

Доброго времени.
Много читал про то как сварить пакет из нескольких полос метала ( особое спасибо Ножеделу, у него много фото а наглядность многое проясняет) , так вот везде в процессе участвует флюс или бура, про флюс пытался почитать в интернете так чуть умом не тронулся, чего только поиск мне не выдал, а про буру в наших краях ни кто не слыхал, и где такого зверя добыть не знаю. Правда недавно в одном модном магазине всё же нарыл что то ( баночка приблизительно размером с китайский бальзам звёздочка где то 25 грамм стоимостью 115 р). Если это была та бура про которую тут пишут то я наверно не потяну по финансам ( кризис одолел ).
В связи с этим собственно вопрос : есть ли какой альтернативный способ сварить пакет без буры.

Ну как варить углеродку без буры, с песком, по моему ЛБА писал в теме Антона, про кузнеца который не куя не может.

А что за проблемы с бурой? В магазинах «Медтехника» есть, ее используют зубные техники для пайки горелкой твердосплавными припоями. По поводу цены не скажу, не помню, но когда прикидывал по затратам, около года назад, вроде не разорительно выходило.

Бура из медицины:

Наименование по классификации INCI: Borax
Другие названия: Натрий борнокислый, Боракс, Натрий тетраборный
Характеристика:
Бесцветные прозрачные, легко выветривающиеся кристаллы или белый кристаллический порошок. Растворим в воде (1:25 в холодной и 2:1 в кипящей), глицерине, нерастворим в спирте. Водные растворы имеют солоновато-щелочной вкус и щелочную реакцию.
Плотность: 1.73

Свойства:
Эмульгатор, консервант, очищающее вещество. Антисептическое (обеззараживающее) средство.
Часто используемая как компонент соли для ванн бура смягчает воду.

Области применения:
Бура — натуральный минерал, широко применяемый в косметической промышленности. Используется в кремах, лосьонах, шампунях, гелях, соли и бомбочках для ванны.
В сочетании с лимонной кислотой в бомбочках для ванн даёт эффект бурления, в смеси с водой и гуаровой камедью может применятся в качестве геля для душа.

Лечебное применение. Применяют наружно как антисептическое средство у взрослых для полосканий, смазывания кожи (при опрелостях, пролежнях), спринцевания (промывания влагалища струей жидкости).
Способ применения и дозы. По 1 столовой ложке на 1 стакан воды для полоскания. Для спринцеваний 4-5 таблеток на 1 л воды.

Концентрация и способы применения:
В косметичесих средствах — не более 5%
Развести в горячей (75.С) воде после чего добавить в крем.

В лечебных целях применяют в виде 3-5%-ного раствора для промываний и смазываний полости рта, носа и носоглотки при различных инфекционных заболеваниях (трахеит, насморк, стоматит и др.).

Меры предосторожности и противопоказания:
Избегать попадания в глаза, не применять внутрь и непосредственно на кожу (может вызвать раздражение). Хранить в местах недоступных для детей и домашних животных

Хранение: 2-3 года. Хранить в сухом месте.

Бура Из химии и прочие сведения :

Бура (тетраборат натрия) Na2B4O7 . H2O — соль тетраборной кислоты. Обычная бура (десятиводный гидрат) образует большие бесцветные прозрачные призматические кристаллы; базоцентрированная моноклинная решётка, а = 12, 19 Å, b = 10, 74 Å, с = 11, 89 Å, ß = 106О35´; плотностью 1, 69-1, 72 г/см3; в сухом воздухе кристаллы выветриваются с поверхности и мутнеют. При нагревании до 80ОС декагидрат (от греч. deka десять — в сложных словах означает десять, вдесятеро) теряет 8 молекул воды, при 100 градусах медленно, а при 200ОС быстро отщепляется ещё одна молекула воды, в интервале 350 — 400ОС происходит полное обезвоживание.

Растворимость буры (в г. безводной соли на 100 г. воды): 1, 6 (10ОС), 3, 9 (30ОС), 10, 5 (50ОС). Насыщенный раствор кипит при 105ОС.

В воде бура гидролизуется, поэтому её раствор имеет щелочную реакцию. Она растворяется в спирте и глицерине. Сильными кислотами полностью разлагается:

Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O = Na2SO4 + 4H3BO3.

С окислами некоторых металлов бура даёт окрашенные бораты («перлы буры» ):

Na2B4O7 + CoO = 2NaBO2 + Co(BO2)2,

что используется в аналитической химии для открытия этих металлов.

При медленном охлаждении раствора обычной буры при 79ОС начинает выкристаллизовываться октаэдрическая бура Na2B4O7 . 5H2O (или «ювелирная бура» ), плотностью 1, 815 г/см3, устойчивая в интервале 60 — 150ОС. Растворимость этой буры составляет 22 г. в 100 г. воды при 65ОС, 31, 4 при 80ОС и 52, 3 при 100ОС.

Бура является важнейшим флюсом, облегчающим процесс плавки. Расплавленная бура образует при охлаждении на стенках тигля глазурь, предохраняет расплав от доступа кислорода и растворяет окислы металлов.

При медленном термическом обезвоживании обычной буры получается пиробура с плотностью 2, 371 г/см3 и температурой плавления 741ОС. Бура плавится и распадается на метаборат натрия и трёхокись бора, которые смешиваются в жидком состоянии:

Na2B4O7 → 2NaBO2 + B2O3.

Окись бора, соединяясь с окислами металлов, образует метабораты так же, как борная кислота. Метаборат натрия легко смешивается со вновь образованными метаборатами и быстро уводит их из зоны расплавленного металла, а на их место вступают новые активные молекулы окиси бора. Бура обладает большей способностью растворять окислы, чем борная кислота, и используется не только как плавильный восстановительный флюс, но и как важнейший флюс при пайке твёрдыми припоями.

Обычную буру получают из борной кислоты, из тинкаля, кернита и некоторых других минералов (путём их перекристаллизации), а также из воды соляных озёр (фракционированной кристаллизацией).

Буру широко применяют при приготовлении эмалей, глазурей, в производстве оптических и цветных стёкол, при сварке, резке и пайке металлов, в металлургии, гальванотехнике, красильном деле, бумажном, фармацевтическом, кожевенном производствах, в качестве дезинфицирующего и консервирующего средства и удобрения

Бура для «чайников»:

Тетраборат натрия («бура» ) -Na2B4O7, соль слабой кислоты и сильного основания, распространённое соединение бора, имеет несколько кристаллогидратов, широко применяется в технике.

Термин «Бура» применяют по отношению к нескольким близким веществам: она может существовать в безводной форме, в природе чаще встречается в виде пятиводного или десятиводного кристаллогидрата:

Безводная бура (Na2B4O7)
Пентагидрат (Na2B4O7.5H2O)
Декагидрат (Na2B4O7.10H2O)
Однако наиболее часто слово бура относят к соединению Na2B4O7.10H2O.

Борная кислота (ортоборная кислота) Н3ВО3 — слабая кислота, бесцветные кристаллы в виде чешуек, без запаха.

Применение
в производстве незамерзающих жидкостей
в производстве керамики, эмалей, глазурей, оптических и цветных стекол;

при пайке в качестве флюса;
в бумажной и фармацевтической промышленности;
как дезинфицирующее и консервирующее средство;

в аналитической химии: как стандартное вещество для определения концентрации растворов кислот;

для качественного определения оксидов металлов (по цвету перлов);

в фотографии — в составе медленно действующих проявителей в качестве слабого ускоряющего вещества; в составе мелкозернистых проявителей и кислых фиксажей для создания слабой кислотной среды.
Компонент моющих средств;
Компонент косметики;

Сырьё для получения бора;

В лабораториях применяют для приготовления буферных растворов

В медицине — как самостоятельное дезинфицирующее средство.
Также на основе борной кислоты производятся различные комбинированные препараты (группа АТХ D08AD), например, паста Теймурова.

В быту раньше использовалась для борьбы с тараканами.
В пищевой промышленности — зарегистрирована как пищевая добавка E284

Наименование по классификации INCI: Borax

quote: «Вот за что я тебя уважаю, так за то, что емкие и содержательные тосты говоришь» (с)

quote: поводу цены не скажу, не помню

127 руб. за килограмм в Сапфире.

Натопчи пивных бутылок. Лучче коричневых. В пыль. Не бура, но «на безрыбье и сам раком станешь»(цы)

Благодарю сердечно всех отозвавшихся.
Буру попробую заказать через друзей в Москве. На днях закончу горн и попробую битые бутылки, пока буру пришлют.

Вот это ликбез. Так ее еще и есть можно!

Я буру покупаю в Центральной Городской Аптеке. Стоимость — 12 долларов за 1 кг.Натрий тетраборный.
Зайдите в аптеку, закажите.

Пока все хорошо варится на обычном речном песке. От низкоуглеродистых до низколегированных сталей. Просто,доступно, БЕСПЛАТНО.

В корне с вами не согласен,
Я смотрю тут против меня и моих предложений идут высказывания уже накатом, по инерции.
Эффект толпы. .
По песку.
На песке многие варят. И варят отлично, и результаты превосходные. Не надо судить по моим ранним работам обо всем и сразу, это по меньшей мере просто некрасиво.

если бы песок давал прекрасные результаты, то его бы и использовали не только простые кузнецы, но и именитые. Только почемуто пользуют буру, а не песок. странно да?? из этого следует логичный вывод, что бура всёже лучше по ТТХ.
а песок пользуют либо по бедности дибо нежелания пользовать чтото лучше.

если у человека варится с песком то в чём проблема то?раньше на нём только и варили

знаете, ща примерно спор идёт, что лучше, коловорот или электродрель.

quote: Originally posted by orm2006:

раньше на нём только и варили

И что самое главное в данном вопросе — кому что нравится, у кого на чем получается, тот на том и вари. Ведь попробовать «все» нетрудно?

Ито Мацумото, в мастерской изначально царит позитивный настрой. Никто, тем более Сержант, не питает к Вам отрицательных эмоций.
Вы делаете интересные работы, лично мне нравятся. но каждый имеет свой взгляд на вещи.
Не берите близко к сердцу, но бура все же лучше, правда, намного дороже.
Хотя, если Вам удается выжимать результат из песка, то отдельный Вам Респект. Возможно, опосля Всемирной Катаклизмы только песок и останется.

Читать еще:  Как подключить кондиционер своими руками

С уважением,

Кузнечная сварка металла: описание технологии и особенности процесса

Кузнечная сварка металла проводится с целью образования неразрывного соединения нескольких деталей. Наиболее часто её применяют для обработки низкоуглеродистых стальных конструкций, которые можно соединить друг с другом при помощи воздействия ударных инструментов.

Для проведения качественной кузнечной сварки необходимо заранее подготовить обрабатываемое изделие. Прочный неразъёмный ковочный стык получится только при условии очистки соединяемых конструкций от окисляющих и загрязняющих веществ. Кузнечная сварка не отличается высокой производительностью, подходит для обработки ограниченного числа металлов и требует от сварщика большого опыта в ковке. Впрочем, для срочных сварочных работ и при ручной ковке этот тип сваривания получил довольно широкое распространение.

Область применения сварки кузнечного типа

Кузнечная сварка начала распространяться более двух тысячелетий тому назад. На сегодняшний день ею часто пользуются художники, скульпторы и мастера-кузнецы. Наряду с горячей или художественной сваркой они занимаются художественной ковкой для создания разнообразных кустарных и дизайнерских конструкций из металла.

Кузнечный способ сварочных работ используется в кузницах для изготовления различных составных инструментов (чаще всего кузнецы производят топоры, плуги и другой мелкий сельскохозяйственный инвентарь). Промышленное использование кузнечной сварки на данный момент распространено слабо, но всё ещё остаются сферы производства, в которых она продолжает быть востребованной. В качестве примера можно привести изготовление водопроводных труб небольшого диаметра. В их производстве и нашла своё использование кузнечная сварка цветных металлов. В ходе этого процесса полосовые металлические заготовки нагревают в специальных печах и перекатывают через свёртыши, а на финальной стадии ковки вытаскивают сквозь специальные волочильные оправки на большой скорости, что и позволяет провести сварку давлением основного шва трубы.

Технология процесса

По стандартным технологиям кузнечной сварки металл необходимо первым делом прогреть. Нагрев изделий для обработки производится в горнах или печках. Требуется, чтобы внутри очага не было лишнего топлива, а огонь не окислял металлические детали. Наиболее оптимальным вариантом топлива для прогрева металлов являются древесный уголь и кокс. Самым же распространённым горючим материалом для нагрева признаётся каменный уголь с пониженным содержанием сернистых включений.

Приготовленные для сваривания концы заготовок прогревают до температуры немногим выше той, которая присуща началу сварки. Сталь с низким содержанием углерода нагревают до 1350-1400 градусов по Цельсию. Чем выше процент содержания углеродных соединений в металле, тем меньше его нужно прогревать. Концы обрабатываемого изделия, дошедшие до минимальной температуры кузнечной сварки металла, приобретают желтовато-белый оттенок.

Один из главных моментов в технологии кузнечного сваривания – обязательное покрытие обрабатываемого металла флюсом. Это необходимо сделать для того, чтобы исключить риск прожога изделия, вызванного высокой температурой. Перед погружением металла в горн или печь флюс равномерно рассыпается по его поверхности и не создаётся барьер перед возможными пережогами.

Оборудование для кузнечных сварочных работ

Для занятий кузнечной сваркой не нужно запасаться большим количеством оборудования. Для создания полноценной кузни потребуется купить следующие инструменты:

  • переносной и стационарный горны, в которых будет проходить прогрев металлических заготовок до необходимых температур (если размеры кузницы не позволяют установить этом оборудование, то вместо него можно приобрести автоген);
  • наковальни нескольких типов (крупную и мелкую, однорогую и двурогую, эти изделия потребуется прочно закрепить в мастерской);
  • большие и маленькие кузнечные клещи;
  • крупные и мелкое ударное оборудование (в кузнице должны присутствовать и большие молоты, и компактные слесарные молотки);
  • несколько ёмкостей для охлаждения обрабатываемых металлов (в мастерской нужно держать под рукой ведра для воды и масла).

СОВЕТ: дополнительно рекомендуется приобрести сопутствующее оборудование: скребки, формы, подставки, приборы для подгибания заготовок и другие инструменты. Также обязательно необходимо решить проблему пожарной безопасности и запастись индивидуальными средствами защиты (сварщику, занятому кузнечной ковкой, понадобятся очки, уплотнённый фартук и огнеупорные рукавицы).

Преимущества кузнечной сварки

Специалисты, занимающиеся сваркой металла кузнечным способом, отмечают следующие положительные моменты такого типа обработки металлических изделий:

  • кузнечное сваривание металлов очень просто освоить – все необходимые инструкции и рекомендации по правильному проведению этого процесса можно найти в печатных изданиях и Интернете;
  • для создания кузнечной мастерской понадобятся инструменты, находящиеся в широком доступе. Приобрести всё необходимое оборудование не составит труда;
  • кузнечная сварка позволяет быстро обработать металлические конструкции, получив прочный сварочный шов (при условии того, что работы будут вестись с соблюдением всех технологических указаний).

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.

Сварка в кузнице без специального оборудования

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.

Читать еще:  Регулятор температуры для инкубатора своими руками

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.).

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.

Виды и функции сварочных флюсов

При проведении термической и механической сварки качественное соединение металлов часто обеспечивают сварочными флюсами. Применяют их издавна.

Состав, внешний вид, возможности постоянно совершенствуются по мере появления новой научно-технической информации. Существует много разновидностей материалов для флюсовой сварки. Имея представление обо всех, можно грамотно выбрать состав для конкретной ситуации.

Классификация

Флюсы – большая группа многофункциональных смесей. Они отличаются по ряду признаков, которые положены в основу классификации. Классы носят условный характер.

По методу получения композиции подразделяют на смеси, полученные сплавлением, механическим перемешиванием и склеиванием. Последние составы называют керамическими.

Сварочные флюсы бывают прозрачными, похожими на стекло, и пористыми непрозрачными, похожими не пемзу. По вполне понятным причинам плотность пористого состава меньше, чем стекловидного. Плавление проводят в печах при температуре, достигающей 1500 °C.

Сплавлению подвергают неорганические вещества и их смеси. Чаще других используют:

  • оксиды кремния (кремнеземы);
  • образцы марганцевых руд;
  • флюорита (плавикового шпата);
  • карбоната магния (каустического магнезита).

Расплавы выливают в раствор. После застывания такой сварочный флюс образует гранулы. Гидрофильные вещества, склонные поглощать воду, гранулируют по отдельной технологической схеме сухими.

Склеенные сварочные флюсы, подобные керамике, используются широко, гораздо чаще, чем механические порошки. Керамика не реагирует на остатки ржавчины, окалины в рабочей зоне, присутствие там следов воды. Если керамическую смесь добавить к стекловидной, можно получить идеальный шов даже на неочищенном металле.

Флюсы имеют различную химическую природу. Они состоят из оксидов, солей, смеси оксидов с солями.

Предназначение для различных металлов и сплавов

Флюс для сварки стали низкой степени легирования относится к оксидным. В зависимости от марки он содержит от 5 % до 35 % оксида кремния (кремнезема).

Второй компонент с фиксированной массовой долей – оксида марганца. Его содержание варьируется от 1 % до 30 %. На практике используют разные комбинации.

Если в сварочном флюсе содержание оксида марганца невелико, то берут сварочную проволоку с большим содержанием марганца. При большом содержании оксида марганца во флюсе, используют проволоку без легирующих компонентов.

Флюс для активных металлов состоит из смеси галогенидов: фторидов, хлоридов кальция, натрия, бария, других щелочных и щелочноземельных элементов.

Для сталей высокой степени легирования применяют сварочные флюсы смешанного типа. В их состав входят соли и оксиды. Массовая доля кремнезема может составлять 15 %, оксида марганца – от 1 % до 9 %, а фторида кальция – до 30 %.

Активность

Важной характеристикой флюсовых композитов является условная единица Аф – активность сварочного флюса. Ее значения укладываются в диапазон от 1 до 10. Чем выше цифра, тем большую активность проявляет добавка. Флюсы с высокой активностью характеризуются величиной показателя от 0,6 до 1.

При взаимодействии компонентов флюса со шлаком происходит химическое вытеснение одних элементов другими, механическое перемешивание либо два процесса одновременно.

Интенсивность внедрения флюса в сварочную зону зависит от режима сварки и активности флюса. При умелом сочетании параметров, правильном подборе всех материалов выполняется поставленная задача.

Функции флюсовых добавок

Большинство металлов обладают высокой активностью, поэтому покрыты сверху слоем оксидов. Содержания в воздухе кислорода (21 %) вполне хватает для реакции окисления.

При работе с металлами в место контакта неизбежно попадает оксидная пленка. Даже если накануне вы ее сняли каким-либо методом, то она очень быстро образуется заново.

Особенно легко окислительные реакции происходят на алюминиевых поверхностях. Сваривать их обычными методами практически невозможно. Нужно обязательно использовать флюсы, инертную газовую среду.

Оксиды, попадая в сварочную ванну, нарушают процесс формирования шва. Компоненты флюса могут предотвратить контакт металла с кислородом, убрать слой продуктов окисления. Образующееся облако газов уменьшает расход электрода, предотвращает разбрызгивание сварочной массы.

Для качественной сварки нужна постоянная дуга. Газы, образующиеся из флюсов, стабилизируют процесс горения дуги.

Сварочный шов формируется в нормальных условиях без дефектов. Компоненты флюсов взаимодействуют с расплавом металлов, улучшая свойства и внешнюю поверхность соединения.

Выбор флюса обусловлен составом металла, условиями сварки в каждой производственной ситуации.

Для газовой сварки

Некоторые марки тонколистовой стали, инструментальные стальные сплавы, цветные металлы сваривают в атмосфере газов. Сварочные флюсы в виде паст, порошков или газа при этом процессе вносят:

  • непосредственно в сварную ванну;
  • на привариваемый пруток;
  • на кромки металла.

Газообразные флюсы для газовой сварки (например БМ-1) подают в рабочую зону определенными порциями с помощью расходомера. Пастообразные добавки наносят на место соединения. Порошки в окружении газов использовать сложнее. Их равномерно вносят в расплав, не допуская раздувания потоком газа.

Для автоматической сварки

С помощь автоматического оборудования сваривают множество металлов. Подбирают соответствующие электроды, выставляют режим, выбирают сварочные флюсы и припой.

Флюсовую добавку размещают на рабочей поверхности слоем толщиной до 80 мм, шириной до 100 мм. Расплавленная масса состоит наполовину из металла, а остальная часть представлена флюсом. Лишний флюс автоматически отсасывается и затем используется повторно. Обычно используют силикатную добавку в смеси с оксидами кальция, магния, алюминия.

Хорошо зарекомендовал себя флюс сварочный с маркировкой АН 348а. Он способствует стабилизации дуги и уменьшению выделения токсичных газообразных продуктов.

Флюсы серии АН имеют высокие показатели электропроводности, благодаря присутствию в них окисла титана. Аббревиатура АН говорит о том, что состав был разработан в институте Академии наук. Существует маркировка, основанная химическом составе флюсов, но на практике ее используют редко.

При ковке

Самый древний вид сварки – это ковка. Называть этот процесс сваркой можно с натяжкой. Тем не менее, термин «кузнечная сварка» подразумевает именно соединение двух металлов ковкой. Выполняют ее вручную или с помощью оборудования. Ковке обычно подвергают виды стальных сплавов с низким содержанием углерода.

Флюс для кузнечной сварки практически всегда в качестве основы содержит железосинеродистый калий. Массовая доля его различна, варьируется от 1 весовой части до 27 весовых частей.

Остальными компонентами могут быть бура, борная кислота, хлорид натрия. Смесь перед ковкой насыпают на металлическую заготовку, доведенную до температуры 1000 °C.

Флюс вместе с окалиной превращается в жидкую массу шлака, обволакивает рабочую зону, предохраняет ее от дальнейшего окисления.

Грамотный выбор флюса, режима проведения сварки гарантирует образование качественного сварочного шва.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector