Što je kovačko zavarivanje? Sveobuhvatni vodič za početnike

Kovačko zavarivanje je u biti najstariji način spajanja dva komada metala. Neki kažu da postoji već gotovo 4000 godina, počevši od vremena kada su ljudi učili taliti željezo iz željezne rude, što se vjerojatno prvobitno radilo u Turskoj.

Što je kovačko zavarivanje? Kovačko zavarivanje je proces u kojem se dva komada metala zagrijavaju i spajaju zajedno, obično udarcem čekićem. Za razliku od većine modernih metoda zavarivanja, metali se ne stapaju zajedno. U moderno doba, kovačko zavarivanje je obično automatizirani proces.

Većina članaka o kovačkom zavarivanju obično koristi neke prilično tehničke izraze, što znači da morate dodatno pročitati hrpu samo da biste shvatili što se događa.

U ovom ću članku pokušati da bude što je više moguće prilagođen laicima. Kovačko zavarivanje vrlo je zabavno i iznenađujuće je zanimljivo.

Kako se kovačko zavarivanje razlikuje od zavarivanja taljenjem

Većina modernih vrsta zavarivanja temelji se na fuziji. Drugim riječima, metal se topi zajedno u tekućinu kako bi se spojio na spoju. Energija je usmjerena na visoko lokalizirano područje.

Kovačko zavarivanje izvodi se dok su oba komada metala još čvrsta. Ni u jednom trenutku metal ne postaje tekućina. Toplina se općenito primjenjuje na vrlo veliko područje, često na cijeli radni predmet.

Umjesto fuzije, gdje se materijali tope u tekuće stanje, difuzijsko spajanje u čvrstom stanju (ono što se događa kod kovačkog zavarivanja) događa se na drugačiji način:

• Zagrijani metal postaje plastičniji, što u osnovi znači da je savitljiviji i podložniji oblikovanju. Nešto kao Play-Doh.
• Primijenjeni pritisak (obično uslijed udaranja čekićem) prisiljava molekule zajedno dok se ne spoje u jedan kontinuirani komad.

Dakle, u osnovi zagrijavanjem metala, dopuštamo da se dva dijela savršeno formiraju jedan prema drugome dok se sami atomi ne pomiješaju i spoje zajedno. Drugim riječima, difuzno.

Kovačko zavarivanje se obično izvodi kada je metal negdje između 60-70% temperature taljenja metala (iako ga tehnički možete izvesti bilo gdje od 50-90%). Za čelik, općenito je žarko žuta. To omogućuje metalu da se plastično deformira (dopusti da se oblikuje) kako bi se dobio kontakt potreban za difuziju.

Osim što je sam proces drugačiji, rezultati kovačkog zavarivanja također se razlikuju od onoga što biste obično vidjeli u modernom zavarivanju taljenjem:

Kovački zavareni metal (koji je napravljen ispravno) je kontinuiran i homogen. Nećete vidjeti šav ili drugu vrstu spoja kada ga brusite ili polirate, za razliku od konvencionalnog zavarivanja. Ako dobro uzme, postaje jedan čvrst komad. Iako je postizanje ovako dobrog rezultata lakše reći nego učiniti.

Za tradicionalnije vrste zavarivanja dobivate samo taljenje gdje se zavar izravno nanosi, a dodatni materijal nije potpuno isti kao osnovni materijal. Drži se samo na stvarnom zavarivanju. Usporedite to s kovačkim zavarivanjem, gdje su cijele spojne površine čvrsto spojene. Ovisno o vrsti spoja, kovačko zavarivanje može biti znatno jače od mnogih drugih metoda.

Ipak, treba napomenuti da postoji nekoliko drugih zanimljivih vrsta zavarivanja koje mogu imati sličan rezultat kao i kovačko zavarivanje. Na primjer, zavarivanje trenjem je uobičajen način spajanja dvije različite vrste metala, kao u slučaju velikih spiralnih svrdla. Komad s većim udjelom ugljika i komad s nižim udjelom ugljika okreću se jedan protiv drugog pri velikom broju okretaja u minuti i primjenjuje se pritisak, što uzrokuje vrlo brzo zagrijavanje metala.

Rotacija se brzo zaustavlja i stišće, a dva čelična komada stapaju se zajedno dok se hlade. Ovo je način na koji određene bušilice imaju više ugljika, tvrđi čelik na oštrici i čvršći, manje krti dršku.

Na neki način, ovaj proces može biti vrlo sličan kovačkom zavarivanju.

Najčešći metali koji se mogu kovano zavarivati ​​uključuju čelik i željezo. Aluminij i titan također dobro reagiraju na kovačko zavarivanje. Općenito, nehrđajući čelik ili bakar i njihove legure (mjed, bronca) ne daju se lako zavariti.

Ne može se reći da se to ipak ne može učiniti. Mokume gane (izgovara se kao moh-koo-may gah-nay) japanska je vrsta slojevitog postupka obrade metala koji koristi metale poput zlata, srebra i bakra za proizvodnju laminiranih komada s uzorkom koji su se tradicionalno koristili za ukrasne komponente na mačevima.

Rezultat je imao izgled poput drvenog uzorka sličan damask čeliku. Zapravo, riječ “mokume gane” prevodi se na nešto poput “drvo-zrna metala”. Danas možete pronaći zanimljiv moderan nakit izrađen od ovog materijala koji je posljednjih godina sve popularniji.

Nehrđajućem čeliku općenito je potreban vrlo agresivan prašak, što većini kovača iz hobija predstavlja izazov/nepraktičnost kovanja zavara.

Je li kovačko zavarivanje jako?

Kovačko zavarivanje može biti čak jače od zavarivanja taljenjem u nekim primjenama. Na savršeno izvedenom kovačkom zavaru, sam zavar je jednako jak kao i osnovni materijal, jer kovačko zavarivanje stvara jedan potpuni homogeni komad. Moderni lanci još uvijek su tipično kovano zavareni.

Međutim, postoji mnogo stvari koje mogu poći po zlu kako bi oslabile zavareni šav. Iskreno govoreći, ovo vrijedi za bilo koju vrstu postupka zavarivanja. Ništa nije uistinu otporno na metke.

Na primjer, ako na površinama koje se zavaruju postoje onečišćenja (prljavština, kamenac, itd.), tada će uvijek postojati oslabljeni šav.

Ako su dijelovi nepravilno spojeni čekićem, mogu postojati područja koja se rasloje i mogu se kasnije raspasti.

Ako vanjski dio zavara nije zaglađen i pravilno obrađen, moglo bi doći do naprezanja koja su sklona pucanju.

Dakle, je li kovačko zavarivanje jako?

To može biti.

Različite vrste kovačkih zavarenih spojeva

Spojevi za kovačko zavarivanje općenito su zamišljeni malo drugačije u usporedbi s onim što biste radili sa svojim MIG aparatom za zavarivanje. Samo svoju snagu dobiva na drugačiji način.

Umjesto oslanjanja na duboko prodiranje i teška zrnca za čvrstoću, kovačko zavarivanje oslanja se na maksimalni površinski kontakt. To znači da za svaki spoj morate razmisliti o tome kako možete maksimalno povećati kontakt između dijelova koje spajate.

Evo nekoliko primjera:

U gornjem primjeru možete vidjeti da dodavanjem rascjepa ili izradom šalastog spoja, možemo dodati puno više površine spoju i dati nam nešto što je lakše udariti čekićem kako bismo zatvorili spoj.

Zašto kovačko zavarivanje nije uobičajeno?

Razlog zašto kovačko zavarivanje nije ni približno uobičajeno kao što je nekada bilo je taj što je to razmjerno spor proces, nije praktičan za sve primjene, a za njegovo svladavanje potrebna je znatna količina vještine.

Općenito, predmet koji se zavaruje mora moći stati u kovačnicu da se zagrije. Zbog toga može biti teško kovati zavarene velike komade ili predmete nezgrapnih oblika.

Također, potrebno je neko vrijeme da se obradak zagrije do temperature zavarivanja. Usporedite to s elektrolučnim zavarivačem u vašoj garaži, koji zahtijeva malo više od okretanja prekidača i postavljanja stezaljke za uzemljenje.

Međutim, za neke primjene, kovačko zavarivanje je idealno rješenje.

Na primjer, u kvalitetnim sjekirama, svrdlo se sastoji od dvije različite vrste čelika. Većina svrdla (ili glave sjekire, kako je neki nazivaju) izrađena je od čelika s niskim udjelom ugljika, dok je oštrica čelik s visokim udjelom ugljika.

To vam daje čvrstu sjekiru koja ima izvrsnu oštricu, a također nije pretjerano skupa zbog cijene čelika s visokim udjelom ugljika.

Kovačko zavarivanje će vam dati najpouzdaniju vezu između ova dva čelika, u biti postajući jedan čvrsti komad.

Za što se koristi Flux?

Topilo se koristi za zaštitu materijala od kontakta s kisikom tijekom kovačkog zavarivanja. Također može pojesti neke nečistoće i pomoći vam da postignete čišći zavar.

Jedna od najčešćih vrsta fluksa je boraks, poznat i kao natrijev borat. Obično se koristi kao sredstvo za čišćenje kućanstva ili pojačivač deterdženta za pranje rublja, tako da ga je prilično lako nabaviti.

Ipak, fluksiranje nije obavezno, ali je definitivno najčešći pristup kovačkom zavarivanju.

Koliko je teško naučiti kovačko zavarivanje?

Kovačko zavarivanje definitivno nije nešto što treba isprobati prvi put kada uzmete čekić u ruke, ali to je obično nešto što kovač srednje razine ima praksu. Naravno, ovisi o tome što pokušavate kovati zavareni spoj i kakvu vrstu kovačnice koristite.

Jedna od najčešćih preporuka je da jednostavno potražite tečaj kovača u blizini i pohađate ga. Vjerojatno ćete naučiti više u jednom danu nego nakon nekoliko tjedana 10-minutnih YouTube tutorijala i petljanja sami.