Кузнечная сварка

Кузнечная сварка имеет значительные отличия от аналогичной слесарной операции. Суть кузнечной сварки состоит в том, что при деформировании происходит сближение металлических поверхностей, и между атомами кристаллической решетки начинают действовать мощные силы притяжения. В случае если материал имеет высокую пластичность, его можно сводить (сваривать) нагреванием в кузнечном горне. Выбирая материал для сварки, обратите внимание на то, что операцию удобнее всего производить с использованием низкоуглеродистой стали. При этом ряд примесей, в частности, фосфор и сера значительно ухудшают свариваемость; содержание данных веществ недолжно превышать 0,05%. Сварка легированных сталей в условиях любительской кузницы практически невозможна. Улучшает качество сварки наличие в сплавах примеси марганца.

При выполнении данной операции к сварочному флюсу можно добавить опилки низкоуглеродистой стали: в процессе горения они поглощают углерод, и сварка получается при этом заметно прочнее.

Перед началом операции заготовке требуется придать определенную форму, зависящую от сечения поковки. Поверхности заготовки очищают от окалины. Предварительно необходимо тщательно прочистить горн, удалив золу. Нагрев заготовки должен быть равномерным и сильным. Температура сварки зависит от содержания в сплаве углерода: чем больше процент углерода, тем ниже должна быть температура в горне. Оптимальным топливом для сваривания является древесный уголь, содержащий мало серы. Марки стали с низким содержанием углерода можно сваривать уже при температуре 1350—1370°С (заготовка приобретает ослепительно белый цвет).

Флюсы — это специальные составы, которыми посыпают раскаленные части заготовок во избежание появления нежелательного нагара и возможного пережога металла в условиях сварки в горне.

При сваривании малоуглеродистых марок стали в качестве флюса берут просеянный речной песок с добавлением буры. При использовании конструкционной стали в состав флюса включают марганцевые опилки. Также используются сварочные порошки, в состав которых входят кварц, поваренная соль и бура.

Флюс насыпают на заготовку при температуре 950–1050°С (металл светло-желтого или оранжево-желтого цвета), до того как металл начал отбрасывать искры. Попадая на разогретые участки, флюс плавится, из-за чего приостанавливается окисление и растворяется окалина.

Готовность поковки определяют с помощью тонкого металлического стержня: если он увязает в металле, то поковка нагрета достаточно.

Тем не менее, заготовки нельзя вынимать сразу после контроля готовности: нужно подсыпать еще флюса и немного подогреть заготовку. После окончательного нагрева, непосредственно перед сваркой, флюс удаляют с заготовки с помощью металлической щетки или удара о наковальню.

Способы сварки

После того как металл извлечен из горна, а шлак удален, концы заготовок складывают вместе и сваривают серией быстрых ударов молотом. Первые удары наносят несильно, чтобы поверхности лучше пригнались друг к другу, а шлак выбился. Последующими ударами производят окончательную сварку. В ходе этой операции уменьшается зернистость материала, он становится прочнее. Заключительные удары молота придают сваренному изделию нужную форму.

Сварка должна быть проведена за достаточно короткое время, гак, чтобы материал не успел остыть. Нежелательно повторное нагревание уже закаленного металла. Нередко для увеличения скорости операции сварку производят вдвоем или втроем. Для окончательной отделки изделия используют обжимки, гладилки и прочие вспомогательные инструменты. Тот или иной способ сварки избирается в зависимости от формы сечения заготовки.

Сварка внахлестку

Наиболее распространенный способ. При кварке внахлестку очень прочный стык создается за счет значительной площади совместной деформации. Перед началом сварки концы заготовок высаживают и устраивают плоскость контакта под углом 300. Заготовки накладывают одну на другую, совмещают ударами небольшой силы, после чего производят окончательную проковку с одновременной осадкой до нужной формы.

Кузнечная сварка

Сварка внахлестку

Сварка вразруб

При данном способе сварки требуется довольно сложная подготовка концов заготовок. Один из концов высаживают и нарубают с помощью зубила по продольной оси, а полученные части разрубают под углом 30–400. Второй конец заготовки после высадки заостряют с двух сторон таким образом, чтобы он заполнил разруб первого. При вставлении (совмещении) концов образуются пустоты, которые устраняются путем холодной ковки. Для того чтобы учесть раздачу металла при нагревании, в промежуток между совмещаемыми поверхностями вставляют тонкие пластины. Нагретые и очищенные от флюса концы совмещаются и свариваются сильными ударами молота. Затем, после умеренного остывания металла, производят окончательную отделку изделия. Способ сварки вразруб применяется при сварке сталей разных марок; при этом металл, обладающий меньшей пластичностью, вставляется в металл с большей пластичностью.

Кузнечная сварка вразруб

Сварка вразруб

Сварка встык

Используется в том случае, если необходимо приварить стержень к продольной поверхности другой детали, а также если невозможно подготовить концы заготовок для сваривания прочими способами. При подготовке сварки встык нет необходимости осаживать концы заготовок: это происходит непосредственно в процессе сварки. Заготовки соединяют встык и наносят сильные удары молотом вдоль продольной оси до образования прочного спая. Второй конец, подлежащий спаиванию, обязательно должен быть холодным. После окончания сваривания производят вытяжку изделия. Способ сварки встык уступает всем прочим способам; его применяют преимущественно в случаях, когда не требуется изготовление прочных конструкций, например, при изготовлении декоративных украшений из металла.

Кузнечная сварка встык

Сварка встык

Сварка врасщеп

Применяется для сваривания тонких полосовых заготовок. Концы заготовок при этом разрубают 2 раза вдоль продольной оси, а затем загибают в разные стороны. После того как заготовка доведена до необходимой температуры, детали соединяют, помещают на наковальню и сильными ударами молота сверху спаивают концы. Этот способ сварки имеет преимущество, заключающееся в том, что соединение заготовок получается очень прочным.

Кузнечная сварка врасщеп

Сварка врасщеп

Сварка с использованием шашек

Чаще применяется для ремонта поврежденных деталей или участков металлических колец, потерявших форму. «Шашками» называют вспомогательные металлические части, вставленные между концами заготовок. «Шашки» и концы заготовок образуют участок полосы, по своей форме не отличающийся от целого изделия. «Шашки» обычно изготавливаются из малоуглеродистых марок стали: это повышает качество сварки. Удары молотом наносятся сильно, сверху вниз, по плоской поверхности спая. Процесс сварки с помощью «шашек» обычно разбивают на несколько этапов: на первом «шашки» приваривают к концам заготовки, а на втором этапе производят сварку аналогично способу внахлестку.

Кузнечная сварка с помощью шашек

Сварка с помощью шашек

Сварка колец

Для того чтобы сварить кольцо из прутка прямоугольного или круглого сечения, заготовку требуется предварительно согнуть на роге наковальни. Концы заготовки отрубают под одинаковым углом или протягивают и немного разводят в стороны. Сварку кольца кузнечным способом производят при обычной температуре, на наковальне. В случае если отруб производился в плоскости кольца, изделие отковывают на роге наковальни; если в плоскости ребра кольца, то на плоскости наковальни.

Составитель Петр Акунин

Комментарии

  1. Леночка

    У вас перепутаны рисунки к сварке врасщеп и с использованием шашек ) Стыдно, батенька, людей смущаете!

    • Сергей OST Михайлович

      Спасибо за замечание) Исправим!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *