Кузнечная сварка

Изготовление ложкового бура

Бур-ложка (ложковый бур) – металлический цилиндр со спиральной или продольной нарезкой.

Бур-ложка – еще один вариант для роторного бурения, который легко изготовить самостоятельно. Он применяется для сверления скважин в устойчивых мягких песочных и глинистых грунтах. Это инструмент цилиндрической формы, имеющий нижнюю и боковую режущие кромки. Срезанный грунт поступает в полость цилиндра, после чего колонна поднимается на поверхность и ложка очищается.

Для изготовления бура потребуется кусок стальной трубы длиной около 70 см. Ширина трубы будет определять диаметр скважины. В нижней ее части делается прорезь шириной 6-8 мм. Для извлечения более пластичных грунтов прорезь делают шире, для более сыпучих – уже. Нижняя часть загибается в виде ковша, режущие кромки, расположенные по ходу вращения, затачиваются. Существует несколько вариантов исполнения бура. Иногда между отгибами пропускают направляющее сверло диаметром 18-36 мм и приваривают его к корпусу ложки.

Ось сверла при этом совпадает с осью вращения. Это удобно, когда существует риск обвала стенок скважины. В этом случае обсадка производится одновременно с бурением, а диаметр бура будет меньше диаметра обсадной трубы и сможет проходить через нее.

К верхнему краю ложки приваривается кусок трубы с резьбой для соединения бура с рукояткой или бурильной штангой. Наращивание бурильной колонны производится аналогично шнековому бурению.

Технология процесса

Упрощённо технология кузнечной сварки выглядит так: металл проходит предварительную обработку, нагрев, и после этого начинается сварочный процесс при помощи молота и наковальни или других инструментов в зависимости от выбранного метода. Лучше понять особенности поможет пошаговое рассмотрение всех этапов.

1. Зачистка поверхности. Она нужна, чтобы удалить с металла следы окислов и других загрязнений.
2. Разогрев металла. В горне или печи можно использовать только топливо, содержащее малое количество серы — это позволит обеспечить высокую прочность шва. Лучшим вариантом считается каменный уголь, каменноугольный кокс. Нагрев осуществляется до белого каления: 1350-1370 градусов для низкоуглеродистых сталей, 1150 градусов – для марочных, типа У7, где содержание углерода выше.
3. Порядок каления. При нагреве заготовок с неоднородным составом начинать нужно с той, в которой содержание углерода ниже. Вторая деталь добавляется позже — так удаётся получить готовые к сварке ковкой детали одновременно.
4. Применение флюса. Чтобы избежать образования окалины, при достижении температуры от +950 до +1050 градусов её покрывают флюсом, исключающим пережог металла. Наиболее часто используется смесь 10% тетрабората натрия, также известного как бура, с 90% речного песка, предварительно прокалённая для удаления лишней влаги. Также можно применять соединение силикатно-песчаных смесей с содой или молотый бой стекла. В чистом виде буру используют при работе с металлами с более низкими температурами нагрева, может использоваться отдельно и речной песок, в который погружают заготовку.
5. Сварка. Как только заданная температура достигнута, металл раскалился добела, его можно соединять методом ковки, предварительно очистив от шлака. Уложенные вместе детали легко отбивают лёгкими и частыми ударами молота так, чтобы все остатки флюса и загрязнения оказались снаружи шва. Далее ведутся сильные и частые удары от центра деталей к краям в месте соединения. Это исключит формирование непроваренных областей и других дефектов. Проковке также подвергаются участки вокруг области стыка.

Важно учесть, что до момента разогрева деталей температура в горне должна достигнуть довольно высоких значений. Это позволяет выжечь всю серу из топлива

Стали с повышенным содержанием углерода при накаливании приобретают не чистый белый, а жёлтый цвет. При выборе металла важно знать, что содержание магния до 0,8% от общего объёма благотворно сказывается на ковкости металла, а вот хром, медь, кремний, вольфрам, фосфор, сера ухудшают её, объёмы углерода тоже не должны превышать 0,4%.

Особености и технология процесса кузнечной сварки приведены в следующем видео.

Минусы

К недостаткам этой технологии относят:

• низкую скорость нагрева;
• недостаточную прочность полученных соединений;
• существенную неоднородность прохождения процессов осадки;
• требования высокой квалификации от исполнителей.

Лишь единичные подразделения промышленности продолжают использование кузнечной сварки. В настоящее время помощью данной технологии продолжают изготавливать металлические водопроводные трубы, диаметр которых не превышает 100 мм. Создавая условия для проведения этой процедуры, полосовую сталь разогревают в специальных печах, а после прокатывают линейно через свертыши. Далее протаскивают волоком через оправки на высокой скорости. Таким путем происходит общая сварка шва водопроводной трубы под влиянием высокого давления.

Также в промышленном масштабе кузнечная сварка до сих пор используется при изготовлении сложных биметаллических пластин. Обычно для этого используют совместный прокат раскаленных заготовок через специальные вальцы или применяют метод прессования, с использованием термических печей, имея условия вакуума. Кузнечная сварка позволяет придавать многослойную структуру изделиям, что в некоторых случаях имеет большое значение.

Технология кузнечной сварки

Кузнечная сварка – соединение заготовок, нагретых до
сварочной температуры, с помощью ударов.

Кузнечной сваркой хорошо свариваются металлы, содержащие не
более 0,3% углерода. При сварке высокоуглеродистых сталей необходимо добавлять
к сварочному флюсу опилки малоуглеродистой стали.

Перед началом сварки заготовку необходимо нагреть в горне до
сварочной температуры (Таблица 9. 1.).

Для нагрева используется горение обычного угля в горне.
Уголь можно использовать любой, хотя лучшие результаты дает уголь размером с
грецкий орех.

При небольших объемах работ свариваемые части металла можно
нагревать обычным газовым резаком.

Температура нагрева определяется по цвету, поэтому освещение
в кузнице должно быть минимальным (полумрак).

При указанной в Таблице 9. 1. сварочной температуре с
поверхности металла начинают разбрызгиваться блестящие звездочки, а сам металл
как бы увлажняется, железо «потеет».

Для уменьшения образования окалины и предохранения металла
от пережога в процессе нагрева заготовку посыпайте флюсом или окунайте во флюс.
Флюсом может  быть кварцевый песок, бура,
поваренная соль. Лучшие результаты дает так называемый «сварочный песок» —
мелко просеянный речной песок, смешанный с бурой.

Флюс, попадая на нагреваемый металл, образует защитную
пленку расплавленного шлака. Когда свариваемые концы будут нагреты до температуры
сварки, вытащите их из горна, удалите шлак ударом о наковальню, оставшиеся
частицы шлака дополнительно удалите скребком. Залог успешной сварки –
абсолютная чистота свариваемых поверхностей.

При нагреве будьте внимательны и не допускайте пережога.
Пережог случается тогда, когда сталь, нагретая до сварочной температуры,
длительное время находится без шлаковой защиты. Пережженная сталь становится
хрупкой и не подлежит восстановлению.

Температура пережога сильно зависит от содержания в стали
углерода. Так, при содержании углерода 0,1% пережог наступает при температуре
1500°С; при 0,2% — 1450°С; при 0,5% — 1350°С. Как определить
содержание углерода в стали, смотрите Главу 4.

Полезные советы и рекомендации

Когда нужна большая длина бурового стержня, можно поступить одним из таких методами.

Применять резьбовые муфтовые соединения:

• для этого на каждом отрезке трубы выполняется наружная резьба;
• затем изготавливаются резьбовые муфты в требуемом количестве;
• чтобы подстраховаться от спонтанного разъединения деталей делается шплинтовой фиксатор.

Использование приваренных болтов и гаек, приваренных к концам секциям. Этот способ применим для разъёмных труб малых диаметров. Но этот метод является не самым надёжным благодаря непрочности сварочного соединения.

Применять, изготовленные заранее, штанговые секции с болтовой фиксацией. Это простой и эффективный способ:

• выполняется нарезка муфт из трубы большего диаметра, чем у разъёмной трубки;
• потом они привариваются к концу одной трубы, а другая труба свободной вставляется в муфту:
• каждое такое соединение фиксируется поперёк вставленным болтом с гайкой.

Цельная и длинная буровая труба будет существенно усложнять работу.

Лучшим решением является разъёмная конструкция с оптимальной длиной секции равной 0,8 до 1,2 м.

Благодаря такому устройству будет проще подобрать нужную длину буровой трубы и увеличивать её по мере необходимости.

Несколько полезных советов, облегчающих бурение скважины, применяя ручной самодельный бур:

• можно применить самодельную желонку для оптимизации процесса выемки грунта на поверхность, так как породу лучше собирать в ёмкость;
• если трудно поднять грунт на поверхность, тогда нужно соорудить рычаг из подручных бочек или брёвен;
• самодельный бур пригодиться и для других работ в домашнем хозяйстве.

Этим инструментом можно выкапывать ямы под заборные столбы или свайный фундамент.

Сферы применения

Ковка считается древним ремеслом, в настоящее время она используется художниками и мастерами кузнечных дел. Они применяют данную технологию для создания различных декоративных и дизайнерских изделий из металлической основы. Иногда кузнечную сварку применяют для изготовления ножей.

Стоит отметить! Этот метод сварочной технологии применяют в кузнецах для производства разного вида составного инструмента — топоров, плугов и других сельскохозяйственных изделий.

Но все промышленные методы сварок набирает высокую популярность. Это связано с тем, что ковка имеет ряд недостатков:

• медленное нагревание;
• слабая прочность;
• низкая производительность;
• неоднородность процессов осадки;
• ее должны проводить квалифицированные мастера.

Кузнечная сварка нержавейки, металла имеет множество важных нюансов и особенностей, от которых зависит прочность сварного соединения. Это древний метод сваривания дошел до наших дней, но при этом он не потерял популярности. Его до сих пор применяют для создания разнообразных конструкций из металлической основы.

Что такое хороший нож

Для начала договоримся о функциональном назначении ножа, который вы собираетесь делать своими руками. Скорее всего, самым оптимальным выбором будет ориентация на изготовление качественного охотничьего ножа. С охотничьими ножами тоже нужна ясность: какой именно является самым универсальным?

Ковка ножа из троса.

Он будет самым подходящим. После анализа и опросов в охотничьих источниках появилось описание усредненного ножа охотников, который может считаться самым универсальным.

Для российских условий охоты таким будет нож, средний по размерам со следующими габаритами:

• Клинок может быть длиной от 12 до 14 сантиметров, шириной – не более 3-х см.
• Толщина лезвия – примерно 3 – 4 мм.
• Общая длина ножа насчитывает от 23 до 27 сантиметров.

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.

Необходимое оборудование

Ковка считается древним способом сваривания металлов, который позволяет получить прочные швы. Часто этот метод применяют многие начинающие сварщики, это связано с его дешевизной, минимальным набором оборудования, расходных материалов. Для него не требуется приобретать дорогой сварочный аппарат, высокотехнологичные приборы.

Чтобы создать полноценную кузню необходимо приобрести следующие инструменты:

1. Горн. Он может быть переносной или стационарный. Именно в нем производиться нагревание металлических деталей до необходимой температуры. Если площадь кузницы не позволяет установить данное оборудование, то можно установить автоген.
2. Наковальни нескольких типов. Для ковки могут применяться крупные или мелкие, однорогие или двурогие варианты наковален. Данные изделия необходимо прочно закрепить в мастерской.
3. Кузнечные клещи большого и маленького размера.
4. Крупное и мелкое ударное оборудование. В кузнице должны присутствовать молоты, небольшие слесарные молотки.
5. Несколько емкостей для охлаждения обрабатываемых металлов. В мастерской всегда должны быть ведра с водой, масло.

Преимущества и недостатки

Следует отметить, что несмотря на широкое распространение, с помощью буры чаще всего производят пайку именно медных труб. Это быстро, удобно и долговечно. С помощью твердого флюса можно не только спаять новый водопровод, но и починить старый. И бура отлично подходит для этих целей. Поэтому все достоинства и недостатки этого флюса мы будем рассматривать в контексте пайки медных деталей.

Итак, использование буры при пайке меди имеет следующие достоинства:

• Металлические детали, которые необходимо спаять, могут быть разной начальной температуры.
• С помощью буры можно получить качественный и надежный сварной шов даже между металлом и неметаллом.
• Не смотря на надежность швов, их можно легко распаять, если детали нужно разъединить.
• Для плавления буры нужна высокая температура, но ее все равно недостаточно для плавления металла, а это значит, что детали не будут деформировать и коробиться.
• Припой лучше схватывается с металлом, если использовать буру.
• Бура флюс для пайки увеличивает производительность при капиллярной пайке.
• Шов получается ровным и долговечным даже если вы начинающий сварщик.

Ну и куда без недостатков:

• При плавлении бура выделяет много соли, которая быстро застывает на поверхности металла. Соли необходимо счищать, что занимает много времени.
• Флюс для пайки бура склонен набирать влагу из окружающей его атмосферы, даже если находится в закрытой банке.
• Неопытный сварщик скорее всего не сможет с первого раза подобрать нужное количество буры для качественной пайки. Понадобится некоторое время, чтобы приловчиться.