Hàn rèn: mô tả, công nghệ làm việc và các công cụ cần thiết

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-02 14:05

Hàn rèn có lẽ là phương pháp liên kết kim loại lâu đời nhất. Rèn là phương pháp duy nhất để gia công thép trong vài thiên niên kỷ, cho đến thế kỷ 19, các chuyên gia đã thành thạo việc sản xuất đúc. Và trong thế kỷ 20, tiến bộ công nghệ phát triển, do đó các phương pháp liên kết kim loại tiến bộ khác đã có sẵn cho nhân loại. Bởi vì điều này, rèn đã mất đi tính liên quan của nó. Ngày nay, nghề thủ công này chỉ tồn tại một cách chính thức, theo yêu cầu của một số chuyên gia thủ công mỹ nghệ.

Hướng dẫn

Hàn rèn là một quá trình sản xuất tạo ra các liên kết không thể tách rời giữa các thành phần kim loại bằng cách sử dụng nhiệt độ cao và tác động ép. Nói cách khác, các mảnh kim loại được nung nóng trong một lò đặc biệt đến trạng thái lỏng và, sử dụng các nhạc cụ gõ, trêncơ sở kim loại thực hiện kết nối của họ. Toàn bộ quy trình bao gồm các bước sau:

• chuẩn bị sơ bộ bề mặt được nối;
• gia nhiệt đến nhiệt độ cài đặt;
• kết nối với nhạc cụ gõ;
• rèn cuối cùng, cho phép bạn thiết lập hình dạng mong muốn.

Điều kiện quan trọng nhất trong trường hợp này là gia nhiệt kim loại bằng nhiệt độ cao. Đưa kim loại đến nhiệt độ cần thiết được kiểm soát bằng cách thay đổi màu sắc của bề mặt nóng. Như vậy, đạt đến nhiệt độ 1300 độ, bàn là trở nên có màu vàng tươi. Khi tăng nhiệt lên 1400 độ, nó bắt đầu có màu trắng sáng. Khi đạt đến điều kiện nhiệt độ yêu cầu, kết nối phải được thực hiện ngay lập tức. Nếu không, chất lượng của sản phẩm có thể bị ảnh hưởng do nguyên liệu bị đốt cháy quá mức, đi kèm với việc hình thành một lớp cặn quá mức.

Tính năng

Độ bền đối với các hợp chất, do sự khuếch tán nhiệt, sử dụng áp suất cao, khi đưa vật liệu về trạng thái dẻo mềm, như một quy luật, đối với các loại kim loại và thành phần khác nhau có sự khác biệt đáng kể. Do đó, thép cacbon thấp với tỷ lệ cacbon không quá 0,6% được coi là dễ uốn đối với các mối nối. Khi tỷ lệ phần trăm tăng lên, khả năng kết hợp tổng thể sẽ yếu đi.

Thép hợp kim rất khó rèn, cũng như kim loại màu, bao gồm cả chúnghợp kim. Ngoài ra, tất cả các loại gang hoàn toàn không thể kết nối theo cách này. Trở ngại chính đối với quá trình tham gia trong quá trình khuếch tán nhiệt là sự hình thành một lớp cáu cặn trên bề mặt được nung nóng. Lớp này được hình thành bởi các oxit chịu lửa được gọi là FeO và Fe₃O_{4, có khả năng nóng chảy yếu khi gặp nhiệt độ vừa đủ để làm suy yếu bề mặt chính của kim loại.}

Để giảm ảnh hưởng của các oxit tạo ra nhiễu, bề mặt được xử lý được phủ một lớp chất trợ dung đặc biệt để hàn rèn. Chúng có tính axit. Thông thường, muối ăn hoặc axit boric được sử dụng cho mục đích này. Một mũi khoan nung để hàn rèn cũng có thể phù hợp. Trong các trường hợp khác, việc sử dụng chất trợ dung được thay thế bằng một số vật liệu ngẫu hứng. Ví dụ, đây có thể là hạt thủy tinh, cũng như cát mịn từ bờ sông, có thể thay thế hàn thợ rèn bằng màu nâu.

Quá trình hàn này được coi là một trong những quá trình phức tạp nhất về mặt công nghệ, vì nó đòi hỏi rất nhiều kiến thức và kỹ năng thực hành từ một chuyên gia. Ví dụ, cần hiểu rằng khả năng tham gia của kim loại chỉ xuất hiện khi đạt đến một nhiệt độ nhất định. Trong trường hợp bề mặt không được làm nóng đủ, sẽ dẫn đến một khuyết tật được gọi là thiếu độ xuyên thấu. Và nếu kim loại bị quá nhiệt, thì vết cháy sẽ hình thành, điều này cũng sẽ không dẫn đến sản phẩm có chất lượng cao.

Cách

Có một số phương thức kết nối đơn giản không yêu cầu lâucác hành động chuẩn bị trong quá trình hàn rèn. Các tên kỹ thuật sau được sử dụng:

• trùng;
• mông;
• trong chu vi.

Điều kiện

Để thực hiện các thao tác sử dụng các kỹ thuật này, bạn chỉ nên tuân theo một quy tắc bắt buộc - các đầu của phôi phải có hình dạng lồi và cũng có độ dày ở đầu của chúng. Điều kiện này phải được quan sát bởi vì trong quá trình tạo mối nối bằng phương pháp hàn rèn, trong quá trình nung nóng phôi, một màng xỉ được hình thành trên bề mặt kim loại. Và nếu bề mặt có chỗ phồng, thì các hạt xỉ có thể được ép ra. Chất dày được hình thành ở các đầu của phôi dùng để rèn đóng vai trò như một nguồn dự trữ công nghệ trong quá trình đạt được hình dạng yêu cầu.

Công nghệ khác

Ngoài ra còn có các công nghệ hàn rèn phức tạp hơn cho phép bạn tạo ra các sản phẩm đóng vai trò của các thành phần trong các cơ chế phức tạp hoặc đại diện cho các phần tử trang trí trong các thành phần thiết kế khác nhau:

1. Một trong những phương pháp này là hàn tách đã được chứng minh. Kỹ thuật này đã được sử dụng trong quá khứ, nối các dải thép trong quá trình sản xuất lốp xe kim loại cần thiết cho xe đẩy của làng.
2. Phương pháp tiếp theo là hàn sử dụng rô. Kỹ thuật này hiệu quả khi kết nối các thành phần tổng thể.

Đối với hàn tách, các cạnh được xử lý của dải sẽ vượt quađào tạo đặc biệt. Đầu tiên chúng được kéo và sau đó được cắt theo cách mà trước khi hàn, có thể kết nối bằng cách chồng lên nhau. Chỉ sau đó mảnh được nung nóng đến nhiệt độ cần thiết và hàn bằng cách rèn. Phương pháp rèn thép thứ hai liên quan đến việc sử dụng một phần tử bổ sung. Những phần tử này được gọi là bộ kiểm tra.

Phạm vi áp dụng

Hànrèn ngày nay không còn là phương pháp chính để nối kim loại nữa. Nó được sử dụng chủ yếu để sản xuất các thành phần kim loại phức tạp trong các mẫu phức tạp của các bậc thầy rèn nghệ thuật. Việc hàn các mảnh kim loại một cách nghệ thuật cho phép bạn tạo ra những hình thức đáng kinh ngạc nhất để trang trí các mặt tiền khác nhau.

Ngoài ra, phương pháp hàn này đôi khi được sử dụng để sản xuất một số dụng cụ cầm tay cần thiết trong cuộc sống hàng ngày. Và nó đã mất đi ý nghĩa công nghiệp do năng suất thấp so với nền tảng của các phương pháp kết nối khác.

Nhược điểm

Nhược điểm của công nghệ này bao gồm:

• tốc độ gia nhiệt thấp;
• không đủ độ bền của các khớp kết quả;
• sự không đồng nhất đáng kể trong quá trình trải qua các quá trình đảo lộn;
• yêu cầu trình độ cao từ người biểu diễn.

Chỉ một số ngành công nghiệp tiếp tục sử dụng hàn rèn. Hiện nay, sử dụng công nghệ này, họ tiếp tục sản xuất các loại ống dẫn nước bằng kim loại, đường kính không vượt quá 100 mm. Tạo điều kiệnđể thực hiện quy trình này, thép dải được nung nóng trong các lò đặc biệt, và sau đó được cán tuyến tính qua các cuộn. Sau đó, nó được kéo qua các trục gá với tốc độ cao. Bằng cách này, việc hàn đường nối chung của ống nước xảy ra dưới tác động của áp suất cao.

Cũng ở quy mô công nghiệp, hàn rèn vẫn được sử dụng trong sản xuất các tấm lưỡng kim phức tạp. Thông thường, đối với việc này, người ta sử dụng phương pháp cán phôi nóng thông qua các con lăn đặc biệt hoặc sử dụng phương pháp ép, sử dụng lò nhiệt, với điều kiện chân không. Hàn rèn cho phép bạn tạo ra cấu trúc nhiều lớp cho các sản phẩm, trong một số trường hợp, cấu trúc này rất quan trọng.

Thiết bị và vật tư

Không mất nhiều thời gian để thiết lập một lò rèn nhỏ để sản xuất thủ công một số mặt hàng hoặc các yếu tố rèn nghệ thuật.

Với một số thiết bị nhất định và một vài công cụ, bạn có thể dễ dàng thiết lập xưởng sản xuất hàn rèn kim loại của riêng mình:

1. Trước hết, bạn cần một bọ cố định và một di động. Đây là một thiết bị đặc biệt cần thiết để làm nóng các bề mặt cần hàn. Một máy phát điện tự động chạy xăng thông thường cũng có thể trở thành một lò rèn di động.
2. Tiếp theo, bạn cần một nhóm các anvils. Điều quan trọng là nó phải vừa lớn vừa nhỏ. Ngoài ra, nếu chỉ có một cái đe hai sừng thì chưa đủ. Một sừng cũng nên có mặt.
3. Bộ kẹp thợ rèn,tạo thành nhiều kích cỡ nhất có thể.
4. Một bộ búa thợ rèn sẽ cho phép bạn thực hiện quy trình rèn cơ bản.
5. Hai hộp đựng được thiết kế để làm mát vật liệu. Một trong số chúng phải được đổ đầy nước và cái còn lại bằng dầu.

Quan trọng

Bắt buộc phải cung cấp cho lò rèn tất cả các thiết bị an toàn cần thiết. Ngoài ra, bộ sản phẩm phải có thiết bị bảo vệ cá nhân - kính thủy tinh, tạp dề da bảo hộ, găng tay vải dày.