Сварка ковкой

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Сварка ковкой (кузнечная сварка) — вид сварки давлением. Посредством её образуют неразъемное соединение в результате действия кузнечного ударного инструмента на металл, находящийся в пластическом состоянии. Кузнечной сваркой в основном выполняют неразъемные соединения из низкоуглеродистых конструкционных сталей с содержанием углерода до 0,3 %, так как при большем содержании углерода свариваемость стали резко ухудшается.

История[править | править вики-текст]

Механизированный сварочный молоток

Первым технологическим процессом в истории техники, с помощью которого люди могли получить неразъемные соединения материалов, было кузнечная сварка. При этом процессе сварки прочное сцепление соединяемых поверхностей достигается за счет взаимодействия атомов. Металлографические исследования изделий трипольских племен, живших на территории Юго-Западной Украины и Бессарабии в IV-III тыс. до н.э. показали, что при изготовлении шила, долота, амулетов и нашивных брошей применяли кузнечная сварка меди. В этих случаях кузнечная сварка служило для увеличения размеров заготовок. При изготовлены медных бус конце изогнутой на круглой оправке штабы соединяли внахлест и сваривали кузнечным способом. Сварка меди применяли не только для изготовления вещей, но и для их ремонте. В большинстве случаев качество сварки было не очень высокой, а в соединениях появлялись трещины, поры и шлаковые включения. Применение кузнечной сварки в эпоху энеолита в трипольских племен было вызвано тем, что местные мастера еще не знали техники плавления и литья металлов. Особенно высокого развития и большого разнообразия достигает техника кузнечной сварки в железном веке. Железо не просто расширило ассортимент материалов, которые человек уже использовала для своих нужд, но и осуществило большое влияние на все основные виды деятельности человека в

Древние изделия из железа относятся к IV в. до н. э. и найдены в Египте. В начале железного века кузнецы уже умели делать оружие и предметы быта из железа. При этом масса изделий намного превышала то количество металла, за одну плавку могли выдать металлурги. Поэтому отдельные заготовки соединяли в монолит, а сам процесс получения железной заготовки наполовину состоял из кузнечной сварки.

Мастера Киевской Руси в IX-XIII в. в металлургии и металлообработке достигли невероятных высот. Технический уровень ремесла значительно опережал страны Западной Европы. В Киевской Руси было освоено производство высококачественной углеродистой стали. Кузнечная сварка была ведущим, отлично разработанным и освоенным технологическим приемом при производстве изделий из железа и стали. Кузнечная сварка использовалась при изготовлении около 70% металлических изделий.

Монголо-татарское нашествие стало причиной спада ремесленной деятельности на Руси. Только во второй половине XIV в. произошло его восстановления на свежей технической основе. Широкое применение водяного двигателя привело к возникновению более совершенного металлургического предприятия - рудник. На новую ступень получилось и кузнечно-сварочное дело. Сварка и ее передовыми технологиями использовалась для изготовления огнестрельного оружия: пушек, матрасах и пищалей.

Особого искусства достигло сварка серебра. Были разработаны сложные технические приемы в том числе, нагрев до 500 град. С, и поддержание этой температуры при сварке. Судя из крупных листьев серебра (на которых сварные швы удалось найти только с помощью рентгенографии), датированные V - IV вв. до н. э., древние мастера прекрасно владели такой технологии сварки.

В XV-XVI в. кузнечное ремесло поднялось на новую ступень. Боевые топорики со стальными лезвиями и бронзовыми обухами, браслеты и перстни с чернью, украшения - показывают великолепное мастерство ремесленника.

Любые технологические приемы кузнечной сварки менялись со временем. Они превращались в зависимости от уровня развития ремесла и товарного производства. По мере того как специалист переходил к выпуску все более массовой продукции, технология ее производства все более упрощалась. Постепенно кузнечная сварка достигла такого развития, стала применяться для производства особо ответственных изделий (например, железнодорожных рельсов). Основателем этой технологии стал английский инженер Никсон. В этот период кузнечная сварка достигла своей вершины. Специалисты-ремесленники в совершенстве владели технологией, разрабатывали новые приемы и методы соединения сложных деталей, изготовляя орудия труда, инструменты и оружие. Мастера пытались модернизировать кузнечное сварки. Ручной труд молотобойцев был заменен работой механических молотов. Но даже самые передовые методы кузнечной сварки уже не удовлетворяли все возрастающих потребностей производства. И начиная с XV в. рядом с кузнечной сваркой, стали развиваться сварочные процессы.

С начала XVIII в. уральская металлургия и уральская кузнечная сварка получили мировую известность. Триумф начался и в города Екатеринбурга. В тот период кузнечное, литейное сварки и пайки были главными технологическими процессами соединения металлов и проводились кузнецами. Только в конце XIX-начале ХХ в. сварки стала самостоятельным технологическим процессом.

В XIX в. кузнечная сварка была механизирована для промышленности. Кузнечная сварка стала применяться для изготовления биметаллов (бронза + сталь), труб диаметром до 600 мм с прямым и спиралевидным швом. В конце XIX в. на основе достижений в области физики, химии, механики и электротехники в сварке произошел своеобразный взрыв. Были созданы мощные электрические источники нагрева и освоено газокислородные пламени.

Разновидности кузнечной сварки[править | править вики-текст]

  • Кузнечная сварка с использованием молотов или гидравлических прессов.
  • Сварка прокаткой путем совместного деформирования деталей (чаще листов). Используется для изготовления биметаллов, листовых теплообменников и др.
  • Сварка волочением при совместном протягивании деталей через специальную фильеру (волоку). Используется при изготовлении биметаллических проволок, трубок, лент и др.

Технология сварки[править | править вики-текст]

Получить качественное неразъемное соединение кузнечной сваркой можно только при условии удаления с соединяемых поверхностей окисленных и других загрязняющих пленок к моменту ковки.

Самым известным и самым старым процессом кузнечной сварки является метод ручной ковкой. Ручная ковка осуществляется путем нагрева металла до нужной температуры, перекрывая сварные поверхности, а затем производится неоднократный удар ручным молотком.

Кузнечная сварка не обеспечивает высокой надежности сварного соединения, она малопроизводительна, пригодна для ограниченного количества металлов, требует высокой квалификации кузнеца и не используется на машиностроительных предприятиях ввиду её неконкурентоспособности с современными видами сварки давлением[1]. Однако в полевых условиях при ремонте неответственных деталей машин и при ковке поковок ручной ковкой кузнечная сварка находит применение. Кузнечная сварка и пайка были ведущими процессами сварочной техники вплоть до конца ХIХ в., когда начался совершенно новый, современный период развития сварки[2].

Литература[править | править вики-текст]

  • Корниенко А.Н. У истоков "Электрогефест». - М .: Машиностроение, 1987. - 168с.
  • Рындина Н.В. Древнейшее металлообрабатывающее производство Восточной Европы. М.: Изд-во МГУ, 1971. - 142с.
  • Сварка в СССР: В 2 т. / Под ред. В.А. Винокурова. - М., 1981.

Примечания[править | править вики-текст]