Fierărie: descriere, proces și unelte necesare

Sudarea prin forjare este probabil cea mai veche metodă de lipire a metalelor. Fierăria a fost singura metodă de fabricare a oțelului timp de mai multe milenii, până când specialiștii au ajuns să stăpânească turnătoria în secolul al XIX-lea. Și în secolul XX, s-au dezvoltat progrese tehnologice, care au pus la dispoziția omenirii alte modalități progresive de lipire a metalelor. Din acest motiv, forjarea și-a pierdut relevanța. Astăzi, meșteșugul nu mai există decât formal, la îndemnul unor meșteri.

Principii de bază

Sudarea prin forjare este un proces de fabricație, unde Îmbinările solide ale pieselor metalice sunt create prin utilizarea presării la temperaturi înalte și prin impact. Cu alte cuvinte, fragmentele de metal sunt încălzite într-un cuptor special până când devin fluide și sunt îmbinate cu ajutorul unor instrumente de percuție pe un substrat metalic. Întregul proces constă în următoarele etape:

• precondiționarea suprafețelor care urmează să fie îmbinate;
• preîncălzirea termică până la temperatura necesară;
• îmbinarea cu ajutorul instrumentelor cu impact;
• Punctarea pentru a obține forma dorită.

Cea mai importantă condiție prealabilă în acest caz este încălzirea metalului la temperaturi ridicate. Aducerea metalului la temperatura corectă este controlată prin decolorare suprafață fierbinte. Astfel, ajungând la o temperatură de 1300 de grade, fierul devine galben strălucitor. Când căldura este crescută la 1400 de grade, începe să devină alb strălucitor. Atunci când se atinge starea de temperatură necesară, conexiunea trebuie realizată imediat. În caz contrar, calitatea produsului poate fi compromisă prin arderea materialului însoțită de un strat excesiv de calcar.

Caracteristici

Plasticitatea compușilor, datorată difuziei termice, care utilizează o presiune ridicată pentru a aduce materialul la o stare de plastic moale, tinde să varieze considerabil între diferitele denumiri de metale și constituenți. Astfel, oțelurile cu conținut scăzut de carbon cu un conținut de carbon care nu depășește 0,6 % sunt considerate ca fiind susceptibile de a fi combinate. În cazul în care conținutul procentual crește, capacitatea generală de combinare slăbește.

Se pretează slab la forjare oțeluri aliate, precum și metale neferoase, inclusiv aliajele acestora. În plus, nu este posibil să se unească toate tipurile de fier în acest mod. Principalul obstacol în calea procesului de lipire în timpul difuziei termice este acumularea de calcar pe suprafața încălzită. Oxizii refractari numiți FeO și FeO formează acest strat intermediar₃O₄, Cele cu o capacitate slabă de topire atunci când sunt expuse la căldură, ceea ce este suficient pentru a slăbi suprafața metalului de bază.

Pentru a reduce influența oxizilor care interferează, suprafața care urmează să fie tratată este acoperită cu fluxuri speciale pentru sudarea prin forjare. Acestea sunt de natură acidă. Boraxul de sodiu sau acidul boric sunt cel mai des folosite în acest scop. Un borax călit pentru sudură de fierărie poate funcționa și el. În caz contrar, utilizarea fluxului poate fi înlocuită prin utilizarea de materiale improvizate. Astfel, de exemplu, poate fi spargerea sticlei, precum și nisipul fin de pe malul râului, care poate înlocui boraxul de sudură de forjă.

Acest proces de sudare este considerat unul dintre cele mai complicate din punct de vedere tehnologic, deoarece necesită multe cunoștințe și know-how din partea specialistului. De exemplu, ar trebui să se înțeleagă că abilitatea de a suda metalul împreună este posibilă numai dacă se atinge o anumită temperatură. Dacă suprafața nu este suficient de încălzită, veți obține un defect numit nesudare. Și dacă metalul este supraîncălzit, se va forma o arsură, care, de asemenea, nu va duce produsul la o formă de calitate.

Metode

Există o serie de metode de conectare necomplicate, care nu necesită pregătiri lungi atunci când se efectuează sudarea prin forjare. Se utilizează următoarele tehnici

• se suprapun;
• îmbinări cap la cap;
• în circumferință.

Termeni

O singură regulă trebuie respectată atunci când se efectuează operațiuni prin aceste tehnici - capetele semifabricatelor trebuie să fie convexe și îngroșate la capete. O astfel de condiție este necesară deoarece în procesul de realizare a conexiunilor prin sudare fierar în timpul încălzirii piesei de prelucrat pe suprafața filmului de zgură metalică se formează. Iar dacă suprafața este convexă, particulele de zgură pot fi stoarse. Umflăturile formate la capetele pieselor forjate servesc ca rezervă tehnologică în procesul de dobândire a formei necesare.

Alte tehnici

Există, de asemenea, o tehnologie mai sofisticată de sudare prin forjare, care poate fi utilizată pentru a crea articole care servesc drept componente în mecanisme complexe sau ca elemente decorative în diverse compoziții de design:

1. O astfel de tehnică este bine dovedită de sudarea prin divizare. Această tehnică a fost folosită anterior pentru a îmbina benzile de oțel la fabricarea anvelopelor metalice, esențiale pentru căruțele de țară.
2. Următorul procedeu este sudarea cu ajutorul ciorapilor. Această tehnică este eficientă atunci când se îmbină componente mari.

Pentru sudarea prin clivaj, marginile prelucrate ale benzilor sunt pregătite într-un mod special. Acestea sunt mai întâi îndepărtate și apoi tăiate în așa fel încât să fie posibilă realizarea conexiunii suprapuse înainte de sudare. Abia apoi piesa este încălzită la temperatura necesară și sudată prin forjare. A doua metodă de sudare prin forjare implică un element suplimentar. Aceste elemente se numesc "controlori".

Domeniul de aplicare

Sudarea prin forjare nu mai este metoda preferată de îmbinare a metalelor. Este utilizat în în principal pentru fabricarea de componente metalice complexe în modele complicate de către forjorii artizanali. Sudarea artistică a fragmentelor de metal face posibilă crearea celor mai incredibile forme pentru a decora diferite fațade.

Acest procedeu de sudare este, de asemenea, utilizat uneori pentru pentru a face anumite instrumente manuale necesare în viața de zi cu zi; - lipsa de stabilitate a articulațiilor produse. Importanța sa industrială s-a pierdut din cauza productivității scăzute în comparație cu alte metode de îmbinare.

dezavantaje

Dezavantajele acestei tehnologii includ:

• rată de încălzire redusă;
• rezistența insuficientă a îmbinărilor produse;
• eterogenitatea substanțială a proceselor de sedimentare;
• cerințe ridicate de calificare din partea artiștilor interpreți sau executanți.

Doar câteva companii din industrie încă mai folosesc sudarea prin forjare. În prezent, această tehnologie este încă utilizată pentru fabricarea țevilor de apă din metal cu un diametru de până la 100 mm. Oțelul forjat este încălzit în cuptoare speciale și apoi laminat liniar prin bobine. Sârma este apoi târâtă prin mandrine la viteză mare. În acest fel, are loc sudarea obișnuită a unei îmbinări de conducte de apă sub influența presiunii ridicate.

De asemenea, la scară industrială, sudarea prin forjare este încă utilizată în producția de plăci bimetalice complexe. Acest lucru se face, în general, prin laminarea bilelor la cald pe role speciale sau prin aplicarea metodei presei, folosind cuptoare termice cu condiții de vid. Sudarea prin forjare vă permite să adăugați o structură cu mai multe straturi la produsele dvs., ceea ce, în unele cazuri, este foarte important.

Echipamente și materiale

Pentru a aranja o forjă mică pentru producția artizanală a unor produse sau pentru producția de elemente de forjare artistică, nu aveți nevoie de o mulțime de.

Cu o anumită cantitate de echipament și câteva unelte, vă puteți crea cu ușurință propria forjă de sudură a metalelor:

1. În primul rând, aveți nevoie de o forjă fixă și una portabilă. Acesta este un instrument special, necesare pentru Încălzirea suprafețelor care urmează să fie sudate. Un arzător autogen obișnuit pe benzină ar putea fi forja portabilă.
2. În continuare, este necesar un set de nicovale. Este imperativ să existe la fel de mare, precum și mici. În plus, nu este suficient să ai doar o nicovală cu două coarne. De asemenea, trebuie să fie prezent un singur claxon.
3. Un set de clești de fierar, alcătuit din cât mai multe dimensiuni posibile.
4. Un set de ciocane de forjare care va permite procesul de bază forjare.
5. Două rezervoare de răcire pentru răcirea materialelor. Unul dintre ele trebuie să fie umplut cu apă, iar celălalt cu ulei.

Important

Este imperativ ca forja să fie dotată cu toate echipamentele de siguranță necesare. În plus, ar trebui să se asigure echipament de protecție personală, cum ar fi ochelari de protecție din sticlă, un șorț de piele și mănuși din pânză groasă.