Бура (натрий тетраборнокислый) 1 кг п/п

Способы кузнечной сварки

Есть несколько простых, не требующих особых подготовительных мероприятий, способов изготовления соединений с помощью кузнечной сварки, а именно:

• встык;
• внахлест;
• в обхват.

Единственным обязательным условием при таких способах сварки является необходимость выполнения торцов заготовок в виде выпуклой формы и со значительными утолщениями на концах. Это обусловлено тем, что во время проведения кузнечной сварки (а именно — при термическом нагреве) активно образуется шлаковая пленка на свариваемой поверхности и для того, чтобы частицы шлака выдавливались наружу в процессе ковки заготовок и нужна выпуклость поверхности. А вот утолщенные свариваемые концы заготовок, прежде всего, нужны для самой технологии процесса и позволяют после ковки места сварки привести форму сечения заготовки к заданным размерам.

Более технологически сложными являются способы:

• сварки в расщеп, к примеру, для соединения стальных полос при изготовлении стальных шин для деревенских телег;
• сварки с шашками, которую в основном применяли при создании прочных соединений крупных по размеру деталей.

В первом случае концы полос подготавливают специально, оттягивая и разрубая так, чтобы их перед сваркой можно было соединить с перекрытием, а затем, после нагрева до нужной температуры, с помощью ковки с обоих сторон сваривают.

Во втором случае, в ходе подготовки места будущей сварки выполняют в виде углов в 30 или 40 градусов и той же угловой формы изготавливают дополнительные детали для вставок, которые и называют шашками. Далее, всю конструкцию доводят до сварочной температуры и с помощью молота и наковальни придают соединению прочность и нужную форму.

См. также

Общие сведения

Рассмотрим вкратце, какие изменения происходят в металле при повышении его температуры, на примере углеродистого калия. При повышении температуры alpha-железо (обычное), достигнув некоторой критической точки Ас3, переходит в gamma-железо, в котором прекрасно растворяется углерод в больших количествах. По ходу этого процесса цементит и перлит пропадают, а углерод равномерно распределяется по всему объему металла, плавно переходя в однородный аустенит. При дальнейшем росте температуры, зерна металла начинают увеличиваться, вследствие чего границы между ними исчезают и мелкие зерна срастаются в крупное зерно, уменьшая общую свободную поверхность. В этот момент как раз и начинаются сварочные работы, по ходу которых в пограничной зоне образуются новые кристаллические зерна, заимствующие материал для своего увеличения у обеих соединяемых частей, тем самым уничтожая физическую границу раздела между ними.

Прочность сварки увеличивается прямо пропорционально с ее температурой и давлением, но только в соответствующих пределах. При излишне высокой температуре возможен перегрев металла, вследствие чего отдельные структуры составляющих плавятся, и сварное соединение теряет свою максимальную прочность.

Качество свариваемости давлением в пластическом состоянии зависит от вида металла. Так, прекрасную свариваемость имеет низкоуглеродистая сталь, а материал, содержащий в себе больше 0,7% углерода, наоборот, очень плохо сваривается давлением. Также, трудно свариваемыми являются цветные металлы и легированные стали, а чугун в пластическом состоянии сварить почти невозможно.

Область применения буры

Это вещество нашло широкий спектр применения и активно используется в различных отраслях:

• В промышленности. В сварочном производстве ее применяют в качестве компонента флюса. Используют ее и для производства глазури, стекла и эмали. В машиностроении это вещество применяют для производства тосола, смазок и тормозных жидкостей. Для дезинсекции (борьбы с насекомыми) в домашних условиях ее используют в качестве отравляющего вещества.
• В текстильной промышленности. Обрабатывают поверхность ткани перед окрашиванием.
• В ювелирном производстве. Она применяется в качестве флюса для пайки металлов. С ее помощью очищают поверхность металла, чтобы соединение получалось крепким. Она применяется при работе с латунью, серебром и золотом.
• В медицине. В этой области это вещество применяется для борьбы с грибками. С этой целью назначают препараты из буры в глицерине. Она считается высококлассным антисептиком, не уступающим по своим характеристикам сульфату меди и танину. В аптеке ее можно встретить также в качестве раствора борной кислоты.
• В косметологии. Это вещество входит в состав практически всех косметических средств. Объясняется это ее способностью смягчать жесткую воду и служить в качестве консерванта, продлевающего срок хранения масок, кремов, гелей для душа, шампуней и др.
• В мыловарении. Это вещество входит в состав бомбочек для ванны. Шипящим эффектом этот продукт обязан именно входящей в состав буре.

Применение буры в быту

Это вещество активно применяется не только на производстве, но и в быту оно в некоторых случаях оказывается незаменимым. Применяют его в качестве:

Универсального моющего средства. Для этого берут две чайные ложки буры и растворяют в двух стаканах воды. Хранят вещество в закрытой емкости и добавляют в небольших количествах в воду при чистке мебели, мытье полов, окон.
Средства для борьбы с насекомыми и грызунами. Многим известен старый добрый метод, передаваемый из поколения в поколение, с шариками из картофеля или яичного желтка и борной кислоты. Для домашних насекомых такой шарик служит настоящей отравой

При таком способе важно, чтобы насекомые не имели доступа к воде, в противном случае все усилия будут напрасны. Для борьбы с грызунами порошок рассыпают вдоль плинтуса на полу.

Средства для борьбы с плесенью

Из-за лишней влаги и испарения в ванной комнате очень часто появляется плесень. Это вещество и здесь придет на помощь. Применять это средство можно только на поверхности без краски, в противном случае она просто слезет. Буру смешивают с водой, чтобы получилась густая консистенция, похожая на пасту. Достаточно нанести смесь густым слоем на плесень и оставить на ночь. Утром смесь удаляется с поверхности, оставляя стены чистыми.
Средства для борьбы со ржавчиной и известковым налетом. Иногда даже дорогостоящие средства не могут справиться с известковым налетом на раковине или унитазе. Это вещество поможет и в этом случае. С этой целью рекомендуется засыпать в унитаз стакан буры, а утром почистить фаянс щеткой. Все трудноудаляемые пятна, исчезнут не оставив и следа.

Купить буру можно в аптеке под названием «Раствор борной кислоты». Порошок можно приобрести в хозяйственном магазине или поискать в Интернете на специализированных сайтах.

Килограмм буры технического назначения будет стоить около 150−200 рублей. В больших объемах ее можно приобрести упаковками по 25 кг. В аптечной сети продается водный раствор. Его стоимость может варьироваться от 14 до 100 рублей, в зависимости от региона проживания. Разливается она в бутылочки емкостью от 30 до 100 миллилитров.

Применение флюса при кузнечной сварке

Нагрев стали вызывает ее окисление и она покрывается окалиной, которая препятствует сварке. Поэтому свариваемые концы обычно посыпают флюсом. В качестве флюса в сельских кузницах применяют кварцевый песок с примесью буры и поваренной соли. При высокой температуре флюс соединяется с окалиной и образует слой шлака, который и защищает поверхность сварки от оксисления. При низком содержании углерода в стали флюсы часто не используют, так как температура плавления такой стали выше, чем у ее окисида.

Перед началом сварки шлак удаляют стальной щеткой, а остатки выдавливаются при последующей ковке. Для хорошей сварки сваренное место хорошо проковывают ударами молотка.

Бура для ковки металла и флюс для кузнечной сварки, чем можно заменить и как сделать

Бура в работе с металлами прежде всего связана с флюсовыми смесями, которые незаменимы при пайке или кузнечной ковке. На рынке бура продается в виде порошка. Ее ценность и незаменимость обусловлены температурой плавления, которая достигает 800 – 900°С.

При нагревании она превращается в стеклообразную застывшую смесь, из которой выходит великолепная защита рабочего участка. В дополнение к этому порошок из буры отлично растворяется в воде. Все технические характеристики описаны в отдельном нормативе ГОСТе 8429-77 под названием «Бура техническая».

О тетраборате и декагидрате

У буры есть серьезнейшее научное название, потому что это не что иное как соединение слабой кислоты с сильным основанием. Название с первого раза запомнить трудно: декагидрат тетрабората натрия.

Флюс для кузнечной сварки – особая технологическая заслуга буры, о которой нужно рассказать отдельно.

Ковка или кузнечная сварка с бурой

Применение буры по нормативам. Процесс ковки отличается сильным нагревом заготовок – это важные технологические нюансы. В результате такого нагревания на поверхностях свариваемых металлических деталей образуется значительный слой окалины вплоть до их пережигания.

Вот здесь и выступает бура в роли спасителя: металлические поверхности засыпают слоем смеси из песка и буры – получается великолепный флюс.

Чтобы разобраться и оценить по достоинству метод с использованием флюса из буры, нужно понять сам процесс. Кузнечная сварка – это смешанный физический метод воздействия на металлы для их соединения.

Суть его – механическое воздействие в виде ударов кузнечного молота в сочетании нагревания для повышения пластичности металла.

Кузнечная сварка применяется для сварки стальных сплавов с по возможности низкой долей углерода – на уровне 0,3%. Высокоуглеродистые стали не годятся для ковки, для этого у них слишком низкая свариваемость при таком методе.

Обязательное требование перед процессом – тщательное удаление с поверхностей заготовок любых загрязнений и оксидных пленок.

Нужно заметить, что кузнечная сварка в принципе не дает крепкого металлические соединения, это далеко не самый надежный способ ковки. К тому же при его использовании не обойтись без профессионализма кузнеца – без этого ничего не получится.

Поэтому он практически не используется в промышленных целях и на заводах. А вот если дело касается ремонтных работ в полевых и неблагоприятных условиях, этот метод применяется довольно часто.

Флюсы и газовые среды для пайки металлов

В этом разделе Вы получите информацию по следующим темам: Флюсы для высокотемпературной пайки металлов. Флюсы для низкотемпературной пайки металлов.

Способы приготовления и нанесения флюсов.

Удаление остатков флюсов. Газовые среды для пайки металлов.

К флюсам для пайки металлов предъявляют следующие требования:

а) температура плавления флюса должна быть ниже температуры начала плавления припоя;

б) к моменту начала плавления припоя флюс должен смачивать поверхность основного материала;

в) при температуре пайки расплавленный флюс должен обеспечить полное удаление окислов и защиту от окисления основного металла и припоя;

г) флюс не должен терять активности и защитных свойств при длительном нагреве;

д) продукты флюсования не должны способствовать активному развитию коррозии паяных соединений;

е) при нагреве флюсы не должны выделять токсичных веществ.

В состав флюсов обычно входят основа, растворитель окисной пленки и активное флюсующее вещество. Иногда эти функции сочетаются в одном веществе, применяемом в качестве флюса.

Флюсы проявляют флюсующее действие лишь в определенном интервале температур, который называют температурным интервалом активности флюсов.

Если температура пайки ниже температурного интервала активности флюса, смачивание поверхности основного металла припоем недостаточно.

Повышение температуры приводит к испарению, разложению или выгоранию компонентов флюса.

Активность флюса является функцией не только температуры, но и выдержки при пайке. Этим обстоятельством нельзя пренебрегать при выборе флюса и определении оптимальных режимов пайки.

В связи с большим разнообразием в составах и свойствах материалов, которые используют в паяных конструкциях, создано большое количество самых разнообразных флюсов.

Они представляют собой твердые, порошкообразные, жидкие, пастообразные и газообразные вещества. Сведения о составах и свойствах различных химических веществ и их сплавов, применяемых в качестве компонентов флюсов.

Процесс флюсования включает смачивание основного металла и припоя флюсом, удаление с них окисных пленок, вытеснение флюса из зазора расплавленным припоем и защиту места пайки от окисления образовавшимся шлаком.

После смачивания основного металла флюсом и удаления с него окисной пленки образуется активная межфазная граница твердый металл — жидкий флюс, которая затем замещается расплавленным припоем в условиях, практически исключающих возможность взаимодействия с атмосферой воздуха, что обеспечивает высокое качество спая.

Флюсующее действие расплавов и растворов флюсов является результатом протекания целого ряда процессов, основными из которых являются:

а) химическое взаимодействие между активными компонентами флюса и окисной пленкой;

б) диспергирование окисной пленки в результате адсорбционного понижения ее прочности под влиянием расплава флюса;

в) химическое взаимодействие между активными компонентами флюса и основным металлом, результатом которого является отрыв пленки от поверхности основного металла и переход ее во флюс;

г) растворение окисной пленки в расплаве флюса;

д) растворение основного металла и припоя во флюсе.

Процесс кузнечной сварки

Шаг 1. Очищение.

Процесс начинается с подготовки свариваемой поверхности. Качественное соединение возможно, только если с поверхности заготовок будут удалены оксидные пленки и другие загрязнения.

Шаг 2. Нагрев заготовок.

Для этого используется горн или муфельная печь. Лучший вариант топлива – древесный уголь или кокс. В них очень маленький процент серы, которая снижает прочность шва. Но чаще всего применяют обычный каменный уголь. Желательно, чтобы процент серы не превышал 1%, а золы – 7%

Обратите внимание на размер угля. Он должен быть не слишком крупным и хорошо просеянным

Не стоит спешить отправить металл в печь

Важно подождать, когда уголь качественно разгорится, чтобы из него выгорела большая часть серы

Концы заготовок нагревают до значений, превышающих температуру ковки. Низкоуглеродистую сталь доводят до 1350 – 1370˚С. Ее отличительная особенность – ослепительно белый цвет каления. Для материалов с повышенным содержанием углерода (например, сталь У7) нужна температура 1150°С. Она даст белый с желтоватым оттенком цвет каления.

При сваривании заготовок, сталь которых различается, нагрев нужно начинать с той, где меньше содержание углерода – впоследствии ее температура будет выше. Через некоторое время следует начать нагрев второй заготовки с большим количеством угля.

Шаг 3. Использование флюса. При работе с высокими температурами происходит активное образование окалины. Есть риск пережога металла. Чтобы избежать этого, используют флюс. Им посыпают заготовку в момент нагрева до 950 – 1050°С. Состав флюса бывает различный:

1. Мелкий речной песок. Обязательно промытый, отделенный от глины и примесей, хорошо просушенный и просеянный.
2. Силикатный песок и сода. Использовались раньше, сейчас состав не очень популярен. Некоторые мастера применяют перемолотый стеклянный бой для имитации этого состава.
3. Речной песок и бура. Бура – тетраборат натрия (Na2B4O7) – составляет около 10%. Также имеет название «Borax». Смесь необходимо прокалить, чтобы максимально избавиться от воды в составе. Этот вариант действеннее, чем один песок. Бура лучше шлакуется и очищает металл. Если уголь плохо очищен и дает много шлака, использование этого вещества просто необходимо! В экстренной ситуации буру можно заменить солью.
4. Чистая бура. Многие кузнецы используют ее отдельно из-за высокой температуры плавления песка.

Примерная стоимость сварочного флюса на Яндекс.маркет Толстый слой флюса затрудняет работу и прогрев. Поэтому любой состав нужно наносить тонким слоем.

Покрывать деталь флюсом нужно на значительном расстоянии от огня, чтобы смесь не расплавилась в процессе.

При нагреве маленьких заготовок удобнее не посыпать флюсом, а раскаленным концом воткнуть в песок или другую смесь. Для этого состав должен находиться в металлической емкости. Потом заготовку возвращают в огонь и продолжают нагрев.

Шаг 4. Сварка.

После достижения необходимой температуры заготовки достают и очищают от шлака. Детали стыкуют или накладывают друг на друга, после чего наносят легкие и частые удары. При этом остатки флюса со шлаком выдавливаются наружу шва. Поверхности стыка в этот момент плотно прижимаются, и это защищает их от окисления. Процесс заканчивают частыми и сильными ударами от середины к краям. Это позволяет избежать непроваров, трещин, пузырьков, что в итоге увеличивает прочность всей поковки

Важно уделить внимание не только месту сварки, но и проковать участки, к нему прилегающие

Кузнечная сварка бывает:

1. Внахлест.
2. Вразруб.
3. Встык.
4. Вращеп.

Необходимое оборудование

Для кузнечной сварки необходимо:

1. Горн или печь.
2. Наковальня.
3. Кузнечные клещи.
4. Молоты (от слесарного молотка до пневматического молота).

Что такое кузнечная сварка

Кузнечной сваркой принято называть технологический процесс создания прочного соединения частей металла при термическом нагреве под воздействием внешнего давления. То есть части железных заготовок в месте будущей сварки нагревают до высоких температур, добиваясь тестообразного состояния поверхности. Затем создают давление ударами молота по лежащей на наковальне заготовке, чем и добиваются создания прочного неразъемного соединения.

Технологически кузнечная сварка включает следующие отдельные операции:

• обязательную подготовку свариваемой поверхности,
• термическое нагревание до строго определенной температуры,
• соединение концов заготовок путем ковки,
• заключительная проковка для придания заготовке необходимой формы.

Одним из важнейших условий успешной кузнечной сварки является температура. Ее необходимо улавливать по тону расцветки поверхности каления. Так, для железа температура в 1300⁰ C имеет ярко-желтую расцветку поверхности, а при достижении 1400⁰ C металл начинает светиться ярко-белым оттенком. Сразу по достижению необходимой температуры надо производить сварку ковкой, так как передержка будет приводить к пережогу металла и образованию большего слоя окалины.

Наиболее распространённые марки флюсов, их состав и область применения

Флюсы используют для газовой сварки цветных металлов, чугуна и сварки высоколегированных сталей отдельных марок, а также при выполнении различных наплавок. Флюсы не используют при сварке низкоуглеродистых сталей, т.к. в процессе их сварки формируются легкоплавкие оксиды железа, которые скапливаются на поверхности расплавленного металла.

Состав флюса выбирается, исходя из характера оксидов, которые формируются в процессе сварки. Если в расплавленном металле преобладают щелочные (основные) оксиды, то флюс должен быть кислым. И наоборот.

Флюсы для газовой сварки меди, латуни и бронзы

При сварке меди, а также при сварке латуни и сварке бронзы, в большинстве случаев используют кислые флюсы. В их состав ходят борсодержащие химические соединения, такие как бура Na2B4O7, борная кислота H3BO3 и других. Перед сваркой буру прокаливают, иначе при сварке бура пузырится, и выделяет кристаллизационную воду. Это отрицательно влияет на качество сварных швов.

Хорошее качество сварки обеспечивается при помощи флюса марки БМ-1. В его состав входят 25% метилового спирта СН3(ОН) и 75% метил бората В(СН3О)3. Используют, также, флюс МБ-2, в состав которого входит только метил борат.

Смесью ацетилена и парообразных флюсов воздействуют на расплавленный металл через специальный флюсопитатель, через который ацетилен проходит прежде, чем поступить в сварочную горелку. В сварочном пламени происходит сгорание флюса:

2В(СН3О)3 + 2О2 = В2О3 + 2СО2 + 3Н2О

Более подробно о флюсах для меди изложено на странице: «Флюсы для газовой сварки меди».

Флюсы для газовой сварки чугуна

При сварке чугуна применяют основные флюсы в состав которых входят соединения натрия и калия: едкий натр NaOH, карбонат натрия Na2CO3, гидрокарбонат натрия NaHCO3, карбонат калия K2CO3 и другие.

Кроме этого, часто использую прокаленную буру Na2B4O7 в чистом виде или её смесь с солями щелочных металлов. При сгорании, бура распадается на оксид натрия Na2O и оксид бора В2О3, которые вступают в реакцию с образующимися в жидком металле оксидами и, переводя их в шлак, способствуют их удалению. Подробнее об этом и многом другом изложено на странице «Газовая сварка чугуна».