Ковальська зварювання металу: технологія процесу, способи, необхідне обладнання, плюси і мінуси

Ковальська зварювання – це форма нероз’ємного з’єднання, яке виникає під впливом зовнішнього тиску на дві попередньо нагріті деталі. Іншими словами, під дією високих температур частини залізних заготовок переходять у пластичний стан, їх поєднують, а тиск створюється ударами молота.

Особливість ковальського зварювання: вона підходить для з’єднання низьковуглецевих і конструкційних сталей, в яких вміст вуглецю не перевищує 0,3%. Якщо відсоток буде вище, зварювання матеріалу практично неможлива.

Які ГОСТи регламентують

До 2009 року ковальське зварювання регламентувалася документом ГОСТ 2601-84 «Зварювання металів. Терміни та визначення основних понять ».

У цій версії документа ковальське зварювання визначається, як «пічна зварювання, при якій осаду виконується ударами молота». ГОСТ був введений в дію від 29.02.84. У жовтні 1996 року вийшло перевидання зі змінами. Документ втратив чинність з 01.07.2010 р.

діючі

Різновиди зварювання зараз регламентують:

  1. ДСТУ ISO 17659-2009 «Зварювання. Терміни багатомовні для зварних з’єднань ».
  2. ДСТУ ISO 857-1-2009 «Зварювання та споріднені процеси. Словник. Частина 1. Процеси зварювання металів. Терміни та визначення”.

Обидва ГОСТу введені в дію від 04.08.2009.

Перший документ дає визначення загального розділу – зварювання тиском. Це «зварювання, що здійснюється додатком зовнішньої сили і супроводжувана пластичним деформуванням поверхонь, що сполучаються, зазвичай без присадочного металу». У примітці уточнюється, що «сполучаються поверхні допускається нагрівати, щоб полегшити отримання сполуки» (ІСО 857-1).

А ось другий ГОСТ дає опис саме ковальського зварювання в пункті 4.1.6.12. Воно звучить: «ковальське зварювання – це зварювання тиском, при якій заготовки нагріваються в печі, а шов виходить в результаті ударів молотом або додатки інший імпульсної сили, достатньої для пластичної деформації поверхонь, що сполучаються».

де застосовується

Ковальська зварювання (інакше її називають зварювання куванням) з’явилася більше 2000 років тому і довгий час була єдиним способом нероз’ємного з’єднання металевих деталей. З появою більш сучасних способів зварювання цей метод втратив популярність. У промислових масштабах його не використовують, але в приватних майстернях і раніше застосовують.

Для чого її використовують сьогодні:

  1. Скульптори, ковалі, арт-майстерні віддають їй перевагу в художньому куванні, в створенні дизайнерських об’єктів і конструкцій з металу. Вона вимагає мінімум спеціального обладнання і дає цікавий візуальний ефект.
  2. Вона підходить для термінового кустарного ремонту невідповідних деталей машин.
  3. У кузнях її застосовують для виготовлення сільськогосподарського інвентарю (Плуги, сокири і т. Д.).
  4. При виготовленні водостічних труб невеликого розміру. Рідкісний випадок, коли зварювання тиском застосовується у виробництві. В основному це прерогатива ручного кування і приватних майстерень.
  5. Ковальська зварювання – єдиний спосіб з’єднання шарів в заготовках для кованого холодної зброї. У рідкісних випадках деталі обладунків роблять з декількох шарів сталі. І застосовують цей метод для підготовки багатошарових заготовок.

Ковальська зварювання вимагає дуже багато сил і часу, а результат безпосередньо залежить від майстерності коваля.

Процес ковальського зварювання

Крок 1. Очищення.

Процес починається з підготовки свариваемой поверхні. Якісне з’єднання можливо, тільки якщо з поверхні заготовок будуть видалені оксидні плівки та інші забруднення.

Крок 2. Нагрівання заготовок.

Для цього використовується горн або муфельна піч. Кращий варіант палива – деревне вугілля або кокс. У них дуже маленький відсоток сірки, яка знижує міцність шва. Але найчастіше застосовують звичайний кам’яне вугілля. Бажано, щоб відсоток сірки не перевищував 1%, а золи – 7%. Зверніть увагу на розмір вугілля. Він повинен бути не надто великим і добре просіяний. Не варто поспішати відправити метал в піч. Важливо почекати, коли вугілля якісно розгориться, щоб з нього вигоріла більша частина сірки.

Кінці заготовок нагрівають до значень, що перевищують температуру кування. Низьковуглецеву сталь доводять до 1350 – 1370˚С. Її відмінна риса – сліпуче білий колір гартування. Для матеріалів з підвищеним вмістом вуглецю (наприклад, сталь В7) потрібна температура 1150 ° С. Вона дасть білий з жовтуватим відтінком колір гартування.

При зварюванні заготовок, сталь яких різниться, нагрів потрібно починати з тієї, де менше вміст вуглецю – згодом її температура буде вище. Через деякий час слід почати нагрів другий заготовки з великою кількістю вугілля.

Крок 3. Використання флюсу. При роботі з високими температурами відбувається активне утворення окалини. Є ризик перевитрати металу. Щоб уникнути цього, використовують флюс. Їм посипають заготовку в момент нагрівання до 950 – 1050 ° С. Склад флюсу буває різний:

  1. Дрібний річковий пісок. Обов’язково промитий, відокремлений від глини і домішок, добре просушений і просіяний.
  2. Силікатна пісок і сода. Використовувалися раніше, зараз склад не дуже популярний. Деякі майстри застосовують перемелений скляний бій для імітації цього складу.
  3. Річковий пісок і бура. Бура – тетраборат натрію (Na2B4O7) – становить близько 10%. Також має назву «Borax». Суміш необхідно прожарити, щоб максимально позбавитися від води в складі. Цей варіант дієвіше, ніж один пісок. Бура краще шлакується і очищає метал. Якщо вугілля погано очищений і дає багато шлаку, використання цієї речовини просто необхідно! В екстреній ситуації буру можна замінити сіллю.
  4. Чистий бура. Багато ковалі використовують її окремо через високу температуру плавлення піску.

Орієнтовна вартість зварювального флюсу на Яндекс.Маркет

Товстий шар флюсу ускладнює роботу і прогрів. Тому будь-який склад потрібно наносити тонким шаром.

Покривати деталь флюсом потрібно на значній відстані від вогню, щоб суміш не розплавилася в процесі.

При нагріванні маленьких заготовок зручніше не посипати флюсом, а розпеченим кінцем увіткнути в пісок або іншу суміш. Для цього складу повинен перебувати в металевій ємності. Потім заготовку повертають в вогонь і продовжують нагрівання.

Крок 4. Зварювання.

Після досягнення необхідної температури заготовки дістають і очищають від шлаку. Деталі стикуються або накладають один на одного, після чого наносять легкі і часті удари. При цьому залишки флюсу зі шлаком видавлюються назовні шва. Поверхні стику в цей момент щільно притискаються, і це захищає їх від окислення. Процес закінчують частими і сильними ударами від середини до країв. Це дозволяє уникнути непроварів, тріщин, бульбашок, що в підсумку збільшує міцність всієї поковки. Важливо приділити увагу не тільки місця зварювання, а й прокувати ділянки, до нього прилягають.

Способи ковальського зварювання

Ковальська зварювання буває:

  1. внахлест.
  2. Вразруб.
  3. встик.
  4. Вращеп.

Необхідне обладнання

Для ковальського зварювання необхідно:

  1. Горн або піч.
  2. ковадло.
  3. ковальські кліщі.
  4. молоти (Від слюсарного молотка до пневматичного молота).

Ось і дістався до кузні. Зібрав тіло сокири з лезом, прогрів, закріпив, потім вваріл ковальської зварюванням і гарненько простукав. Після обрізав вилазила надлишки металу і підрихтував форму на розі ковадла. Начебто виходить симпатично … Тепер потрібно розширити всадив і надати форму бойку на обуху сокири.
#VaryagCraft #dyiAlmaty # КовкаАлмати # Сокира #CraftAlmaty # СкандінавскаяСекіра # Кузнечнаясварка

A post shared by Данило Свєтлаков (@varyag_craft) on

Плюси і мінуси

Недоліки ковальського зварювання:

  1. Забезпечує відносно невисоку надійність з’єднання.
  2. малопродуктивна, вимагає великих витрат сил і часу.
  3. Не підходить для виробничих масштабів.
  4. Придатна для зварювання не всіх видів металу.
  5. Требуется мастер високою кваліфікаці для якісного результату.

Переваги ковальського зварювання:

  1. Збільшує вартість виробу.
  2. Є єдиним способом отримання деяких матеріалів (Наприклад, дамаська сталь, мокуме, листкові стали).
  3. Створює колоритний зовнішній вигляд виробу.
  4. Іноді використовується для зварювання заготовок великого розміра.
  5. Цей вид зварювання легко освоїтьь.
  6. Вимагає мінімум спеціального обладнання.
Ссылка на основную публикацию