Сварка кованных изделий своими руками

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 30.08.2024

Кузнечное ремесло — один из самых старых способов обработки металла. Однако, даже в наш век развития высоких технологий, оно не утратило своего значения и даже набирает большую популярность.

Ковка своими руками довольно непростой технологический процесс, для этого нужно знать хотя бы основные приемы работы с заготовкой, а также правила нагрева и закалки металла. Также нужно иметь понятие, как использовать оборудование. Какими навыками нужно обладать для изготовления изделий кузнечным способом и как ковать металл?

Этапы ковки и приемы

Горячая ковка включает в себя большое количество приемов, использующихся в обработке металла. Однако сама технология состоит из основных этапов.

Нагрев заготовки.
Ковка.
Стабилизация металла.
Закалка (по надобности).

Каждый отдельно взятый этап имеет большое значение. Неправильно выдержанная температура нагрева заготовки приведет в дальнейшем к порче изделия, то же касается и слишком быстрого остывания.

При ковке также нужно соблюдать технологический процесс, иначе попросту заготовка будет испорчена. На этом этапе используют множество приемов в зависимости от того, какое изделие изготавливают.

Стабилизация металла подразумевает постепенное остывание готового изделия. Этот технологический этап способствует нормальной кристаллизации сильно разогретого материала. Главная задача — не допустить нарушение внутренней структуры, появления раковин и трещин.

Закалка используется для придания готовому изделию твердости за счет изменения кристаллической решетки во время высокотемпературного нагрева. Чаще всего в кузнечном деле этот этап проводят, изготавливая инструменты, которые во время использования будут испытывать большие нагрузки. Основное требование к закалке — не сделать металл слишком хрупким (перекалить) или, наоборот, очень мягким.

Итак, как происходит ковка металла своими руками и какие приемы применяют на каждом из этапов работ?

Нагревание заготовки перед ковкой

Обычно для ковки стальных предметов используют готовые заготовки в виде литых стальных болванок требуемого размера. Своими руками таким способом можно изготовить не слишком большие предметы и мелкие инструменты, поэтому для нагревания использую кузнечный горн.

Лучше всего приступить к нагреванию заготовки сразу же после ее отливки, когда она остынет до темно-красного цвета. Также можно прогреть материал предварительно перед помещением в очаг. Предварительное нагревание проводят с концов до средины, чтобы избежать появления напряжений и трещин в структуре металла. При этом температура соблюдается в пределах не более 300 градусов. Проверяют этот показатель разливанием на поверхность болванки машинного масла: если оно горит, то заготовку перемещают в очаг.

Температуру в горне изначально задают невысокую, постепенно увеличивая со временем до нужного предела.

Ошибочно мнение о том, что чем больше нагреть сталь, тем лучше ее ковать. При сильном разогреве такой материал действительно становиться мягче, однако, не стоит забывать о таких процессах, как перегрев и пережег металла.

Перегрев изменяет кристаллическую структуру материала заготовки и при последующей ковке он может попросту развалиться на отдельные фрагменты.

Пережег изменяет химические свойства стали, когда из ее состава выжигается большее количество углерода.

По данным таблицы можно понять каких температурных рамок стоит придерживаться во время нагревания различных сортов стали при ковке. Определяют степень накала металла по его цветовому спектру. Например, если заготовка имеет окраску ослепительно белого цвета, значит, она разогрета до 1200-1300 градусов. Чем более темный окрас металла, тем он холоднее. На фото изображена схема соотношений цветового спектра к температуре.

Как по цвету определить температуру нагрева

Процесс ковки

Когда заготовка будет разогрета до требуемой температуры, ее стоит обжать. Это нужно делать для устранения различных раковин, пустот и трещин в структуре болванки. Процесс проводят следующим образом. Заготовку вытаскивают из горна и ударами молота проходят ее поверхности от середины до краев (сначала верхнего, а потом нижнего).

Прежде чем планировать изготовление вещей, стоит рассчитывать на то, что при обжимке заготовка потеряет часть своего объема в виде окалины. Она образовывается на поверхности болванки, откуда ее удаляют, используя инструменты: клещи и щетки.

Когда обжимка проведена, переходят к собственно поковке изделия. При этом используют различные приемы для получения нужной формы.

Чтобы на поверхности образовались утолщения, используют способ местной осадки. Также этот прием используют, если нужно уменьшить длину заготовки и сделать ее более толстой. Для этого мастер наносит удары сверху заготовки, расположенной в вертикальной плоскости. При этом металл будет деформироваться и утолщаться. Удобно делать полную обсадку, зажав разогретую заготовку в тисках, но нужно спешить, иначе металл будет очень быстро остывать от холодного приспособления для зажима.

После осадки опять нужно сделать обжимку, чтобы придать структуре однородность!

Одна из разновидностей осадки — высадка. Ее используют, когда нужно получить на поверхности изделия утолщения. Для этого нагрев заготовки делают только в месте высадки.

Если нужно, наоборот, удлинить заготовку, проводят так называемую протяжку. Используют три способа, которыми можно сделать этот прием. Наиболее простой — протяжка на плоских бойках. Для этого заготовку разогревают. Далее, ее проходят молотом по всей длине и, переворачивая на 90 градусов, делают ту же работу. Прием стараются проводить за один разогрев. Довольно часто используют такой подвид протяжки, как расплющивание по всей длине. Основные инструменты при этом молот или кувалда.

Иногда при ковке в домашних условиях нужно сделать в изделии сквозное или глухое отверстие. В таком случае используют прием прошивки. В качестве основного приспособления выступают пробойники различного сечения. При этом заготовку разогревают и укладывают на наковальню сверху круглого отверстия. Установив пробойник, по нему наносят удары. Прошивку можно делать как с одной стороны, так и с обеих.

Для разделения заготовки или изделия на части используют способ рубки. Нагревают металл до темно-красного цвета и, уложив его на наковальню, кузнечным зубилом рубят три четвертых его толщины. После чего поковку переворачивают и дорубают остаток, используя те же инструменты.

Также довольно часто в кузнечном деле использую способ гибки заготовок. Простые формы получают, используя в качестве основного приспособления наковальню с отверстиями. Более сложные кованые элементы формируют, изгибая заготовки на различных шаблонах.

Еще один прием, часто использующийся в художественной ковке — скручивание. Заготовку при этом разогревают и жестко фиксируют в тисках, другой конец проворачивают, используя как основное оборудование вороток.

Когда изделие готово нужно стабилизировать металл.

Стабилизация

Очень быстрое остывание материала кованого изделия приведет к неравномерной кристаллизации металла. Как следствие в структуре образуются напряжения, раковины и пустоты. Чтобы избежать таких отрицательных моментов, когда завершиться ковка металла в домашних условиях, нужно задать постепенное и равномерное остывание.

Небольшие поковки можно оставить в очаге горна, где металл будет остывать вместе с печью. Более массивные кованые изделия можно засыпать горячими углями и присыпать золой.

Чем более массивное изделие, тем более плавным должно быть остывание.

Обучиться ковке для начинающих лучше у опытного мастера. Существует много различных приемов и способов такой обработки и изготовления вещей, которые может показать специалист. Тем более при отсутствии практики довольно тяжело соблюдать технологии нагревания и стабилизации металла, без которых изделие либо не получиться, либо будет некачественным.

Однако ручная ковка не так сложна и простейшие вещи можно довольно быстро научиться изготавливать самостоятельно.

А что Вы можете дополнить к материалу этой статьи? Если у Вас имеется опыт обучения ковки в домашних условиях, поделитесь им в блоке комментариев к этой статье.

Люди давно подметили, что разогретому в кузнечном горне металлу можно придать практически любую форму. Кованые изделия отлично смотрятся в любом интерьере. Они могут быть элементом декора как деревянных, так и каменных коттеджей.

Среди владельцев частных домов вряд ли найдётся такой человек, который не хотел бы иметь кованую ограду, перила или лестницу. Но, несмотря на множество плюсов, изделия, полученные при помощи горячей ковки – процессе, при котором металл под действием высокой температуры становится пластичным, из-за высокой цены доступны не всем. Есть альтернатива – холодная ковка металла. Главный её плюс не только низкая цена, но и доступность технологии для самостоятельного повторения.

Холодная ковка металла – это процесс, при котором металл не подвергается нагреву, а форма изделию придаётся за счёт его гибки, опрессовывания, и сваривания из нескольких заготовок.

Особенности холодной ковки

Существует расхожее мнение, что изделия полученные методом гнутья выходят однообразными, больше похожим на фабричную штамповку, поставленную на поток. Однако практика показывает, что при надлежащем подходе, с помощью холодной ковки можно создавать настоящие авторские работы.

Чаще всего методом холодной ковки металла делают:

решётки на окна;
элементы козырьков, перилл и навесов для входной группы;
декоративные элементы для заборов ворот и калиток;
фигурные ножки для столов и стульев;
элементы декора: подставки под цветы, каминные решётки, обрамление картин, зеркал и т.д.

Под художественную – горячую ковку металла, выдаются изделия полученные методом холодной деформации на специальном оборудовании, в дальнейшем сваренных в одно целое: элементы забора, ограды или калитки. Причём, непосвящённый человек, сразу и не поймёт, каким способом ковки было изготовлено это изделие.

На мой взгляд, кованые элементы выполненные методом холодной деформации (гнутья), смотрятся ничуть не хуже тех же элементов выполненных вручную – горячей ковкой. А стоят дешевле.

Холодная ковка металла позволяет с помощью достаточно простого набора оборудования, создавать типовые элементы – торсионы, раскатанные пики, волюты, элементы пространственной гибки. И затем, комбинируя этот набор, (примерно из 10-15 видов типовых элементов) создавать сложные узорчатые изделия. Освоить процесс гнутья может любой человек владеющий слесарным инструментом, было бы желание.

Обычные геометрические формы, в сочетании с завитками и волнами, могут выглядеть в металле очень красиво, т.к. любой самый сложный узор состоит из множества простых элементов.

Существенное преимущество холодной ковки металла перед ковкой горячей – высокая производительность. Для работы не требуется много места. Нет необходимости обустраивать и разжигать горн, ковать, стучать молотом по наковальне. Меняя только оснастку, можно быстро создавать разнообразные элементы, но для соединения узлов потребуется хорошо освоить сварочное дело.

Я когда-то я занимался холодной ковкой и научился варить полуавтоматом за два дня.

Для получения хорошего результата, процесс холодной ковки металла следует разбить на ряд последовательных этапов:

Идея и постановка задачи.
Схематический набросок идеи от руки на бумаге.
Точная прорисовка изделия, либо от руки, либо в графической программе.
Разбивка всего изделия на отдельные простые элементы.
Прорисовка, или распечатывание на принтере, узлов изделия в натуральную величину.

Некоторые принтеры поддерживают плакатную печать, т. е. печатают части большого изображения на листах А4, потом их остаётся только склеить.

Расчёт количества необходимого материала.
Изготовление отдельных элементов.
Шлифовка и сборка (сваривание) отдельных элементов в единую конструкцию.

К основным элементам, получаемым при холодной ковке металла, относятся:

Лапки и пики. Эти элементы раскатываются из металлического прута.

Завитки. Включают в себя: волюту, червонку и улитку. У волюты, или, как её ещё называют баранки, концы загнуты в одну сторону. Червонка похожа на знак $. Улитка напоминает запятую.

Кольца делаются из прута, круглого или квадратного сечения, намотанного на специальную оправку. Получается своеобразная металлическая пружина, которую затем нарезают на кольца.

Торсион. Один из самых распространённых элементов. Получается путём скручивания одного или нескольких прутов.

Все вышеперечисленные элементы можно сделать, комбинируя всего три технологических процесса.

1. Вытяжка. Благодаря этому процессу, за счёт уменьшения сечения заготовки, она увеличивается в длину. Таким образом, обычно получают лапки и пики, для чего металл помещают в специальный раскаточный или опрессовочный станок. За счёт пропускания заготовки через вальцы, и постепенного уменьшения расстояния между ними, материал раскатывается. Также на вальцах могут быть нанесены рельефные насечки, которые придают поверхности заготовки определённую текстуру.

3. Гнутьё. Металл гнут на специальном станке, используя шаблоны.

На первых порах можно обойтись простыми кондукторами и оправками, вставленными в обычные слесарные тиски. Сделать торсион можно зажав конец заготовки в тисках, затем надеть на неё трубу, и, при помощи воротка, скрутить заготовку вдоль своей оси.

Все инструменты для холодной ковки (кроме сварочного аппарата) можно сделать из подручных средств.

Для холодной ковки металла чаще всего используются следующие инструменты:

Гнутик. С его помощью заготовка изгибается под определённым углом.

Улитка. С её помощью заготовка загибается по спирали. Меняя шаблоны можно изменять радиус изгиба.

Фонарик. Это приспособление напоминает оснастку для токарного станка. С помощью этого инструмента, металлические заготовки переплетаются друг с другом для получения одноимённого элемента.

Твистер. Скручивает полосу или пруток вдоль продольной оси.

Принцип работы всех вышеперечисленных станков весьма прост. Он основан на прикладывании определённого усилия к заготовке через рычаги, приводящего к деформации металла. Гнутьё металла на станках происходит вручную. Для облегчения труда, некоторые станки оснащаются электродвигателями, что увеличивает их цену. Многие домашние мастера предпочитают изготавливать станки для холодной ковки самостоятельно. Также с приходом опыта, и увеличения сложности изделий, приходится дооснащать станки разнообразной оснасткой – шаблонами, кондукторами, упорами, ограничителями.

Здесь открывается большой простор для творчества. Каждый мастер делает приспособления под свои задачи. Важно соблюдать принцип разумной достаточности. Самые красивые изделия можно сделать, используя минимум приспособлений.

Секреты холодной ковки

После того как все заготовки сделаны, их собирают и сваривают, для чего удобно использовать специальный сборочный стол. Перед сваркой готовые изделия необходимо зачистить.

Совет от FORUMHOUSE: перед началом сварки, электроды можно прогреть/просушить в специальном термокофре или обычной бытовой духовке. Благодаря этому они дольше остаются нагретыми и не набирают влагу в обвязку, что улучшает качество сварки.

Финальным штрихом становится окраска готового изделия. Этот этап очень важен. Даже самый красивый узор может быть испорчен небрежной финишной отделкой. И здесь есть свои рецепты.

Изделия, полученные методом холодной ковки, советую покрыть патиной. Это подчеркнёт фактуру материала.

Ещё один секрет форумчанина: декорировать изделия полученные методом холодной ковки помогает ржавчина, но при условии, что металл не прогнил насковзь.

Тронутый коррозией, он приобретает эффектную фактуру и не требует дополнительной декоративной обработки поверхности.

Холодная ковка увлекательный процесс, стоит только попробовать, вложить труд и силы. Если заболел металлом – это навсегда. Наградой же станет уникальные предметы декора, сделанные собственными руками!

Придание оригинальности и эксклюзивности загородному коттеджу, дому или даче, стало модой.

Чем оригинальнее реализация идей, тем больше горды и довольны хозяева.

Виртуозные кованные ворота, решетки, беседка или тут же выкопанный колодец, с кристально чистой, студеной водой.

Гармоничное обустройство приусадебного участка или придомовой территории включает функциональные и декоративные элементы, великолепно сочетающиеся между собой благодаря игре цветовых решений, структур и фактур.

С нежной зеленью и яркими вкраплениями живых цветов безупречно смотрится садовая мебель и конструкции из натурального древесного массива, изящно украшенные ажурной и воздушной ковкой, витыми узорами с различными мотивами.

Предлагаемые к рассмотрению фото ковки своими руками помогут подобрать оптимальный вариант решения обустройства и функционального украшения дачного или придомового участка в соответствии с концепцией ландшафтного дизайна.

Красота, воплощенная в металлических изделиях может высоко ценится если ее создавать собственными руками, используя современные технологии и несложное оборудование, опровергая мифы о тяжелом ручном труде при работе с металлом.

Основные принципы холодной ковки

На практике холодная ковка своими руками это не трудоемкий процесс обработки металла с несколькими сложными этапами и использованием специального оборудования, потребляющего энергоресурсы в огромном количестве.

В качестве исходных материалов, в процессе работы со станком можно использовать различные металлические заготовки, для качественной ковки и создания необычных, оригинальных изделий зачастую применяются:

металлические пруты различного диаметра;
полые стальные трубки с небольшой толщиной;
узкие железные полосы из разных марок стали;
строительная арматура, подготовленная к обработке.

Для создания шедевров из металла современные мастера используют методику механического сгибания металлических прутков, для чего применяются специализированные станки, обеспечивающие простое придание формы исходному материалу.

Простое оборудование можно быстро освоить, с его помощью производится сгибание стального прута в ручную, манипулируя рычагами, или за счет электромотора, который значительно сокращает время обработки материала и повышает удобство эксплуатации станка.

Уникальная методика холодной ковки

Используя практичное и высокопроизводительное оборудование для ковки своими руками, каждый владелец частного дома, дачи или загородной усадьбы может своими руками создать красивое и стильное украшение с повышенной функциональностью.

Методология холодной ковки фактически предполагает возможность изготовить с применением станка и заранее подобранного эскиза отдельные изделия и элементы, которые можно в дальнейшем объединить в одной конструкции:

витые ограды и узорные, стилизованные ворота для оформления подъездной группы;
необычные и воздушные украшения для жилых или хозяйственных построек, бань и саун;
искусные и изящные ограждения для балконов и лоджий, открытых террас и зон отдыха;
металлические и стильные скамейки, садовая мебель и отдельные элементы меблировки;
кованые основания и украшения для сооружения и установки лестниц между этажами;
оригинальные и необычные украшения для отдельно стоящих и пристроенных беседок;
ажурные фонари и разнообразные решетки для выделения функциональных зон у дома;
кованые элементы декорирования площадки для приготовления пищи на открытом огне.

Кроме возможности практично и необычно украсить свою приусадебную территорию методику холодной ковки можно использовать как эффективную и прибыльную возможность начать собственное дело и развить доходный бизнес.

Изготовленная собственноручно самодельная холодная ковка и отдельные изделия великолепно впишутся в концепции ландшафтного дизайна, основанной на сочетании натуральных и природных материалов и комбинации фактур.

Процесс применения методики холодной ковки

Изначально определив, чем можно дополнить композицию, созданную на участке необходимо заранее подготовиться к самостоятельному изготовлению функционального или декоративного украшения, закупив необходимое оборудование и материалы.

Предварительная подготовка проекта и эскиза поможет строго следовать составленному плану работ, экономя собственное время и изготовить именно то изделие, которое украсит территорию, придав ей индивидуальность.

Заранее приготовив все, что нужно для ковки своими руками можно изучить несколько мастер-классов и самостоятельно попробовать изготовить несколько несложных элементов или простых конструкций для получения практичного опыта.

Использование методики холодной ковки не требует больших финансовых вложений, позволяя украсить дом и участок эффектными и функциональными конструкциями или отдельными элементами, которые будут радовать глаз.

Фото процесса ковка своими руками

Холодная ковка позволяет создавать различные фигурные изделия без нагрева. Такая обработка не требует крупногабаритного оборудования и может производиться в небольшой мастерской. Для каждого вида декоративных элементов применяются свои приспособления. Они простые в исполнении и доступны начинающему мастеру, владеющим электроинструментом и сваркой. Для создания прокатного станка приобрести валки и некоторые детали.

Ограды, перила для лестниц и балконов — тоже можно сделать своими руками

Козырек над крыльцом методом холодной ковки

Перила для крыльца — украшение, а не исключительно утилитарное приспособление

Можно сделать беседку и кованную мебель

Ворота как в сказке

Назначение метода

Какие же устройства используют:

Для начинающего мастера наиболее актуальный станок для холодной ковки — улитка. Только с его помощью можно сделать множество интересных вещей — начиная от забора и калитки и заканчивая скамейкой и другими подобными изделиями. На втором месте по степени необходимости торсионный станок. Он добавляет разнообразия в детали. Все остальные можно приобретать или делать по мере совершенствования и набора мастерства.

По сути это модернизированный гибочный станок (трубогиб), но эти усовершенствования позволяют легко делать завитки из довольно толстых прутков (сечением до 10-12 мм) и повторять их с высокой степенью точности.

Один из самодельных станков для холодной ковки

Конструкций эти станки для холодной ковки имеют несколько, но проще всего в реализации вариант с круглым столом, имеющем центральную ножку. К ножке подвижно закреплен рычаг с роликами на подшипниках на конце. Они облегчают процесс гибки.

Поверхность стола можно сделать из стального листа толщиной от 10 мм и больше. Для ножки можно использовать любую толстостенную круглую трубу. Важно сделать конструкцию устойчивой, так как будут прилагаться боковые усилия, потому нужны боковые стойки, распорки, а также устойчивое основание.

Рычаг проще делать из квадратной трубы с толстой стенкой — не меньше 2-3 мм. Сечение трубы 25*40 мм или около того. Крепление рычага к ножке можно сделать на подшипнике, а можно просто взять небольшой кусок толстостенной трубы большего диаметра, надеть ее на ножку, а снизу приварить полосу-упор — чтобы рычаг вниз не падал. Вариант с подшипником дает более легкое движение, но при наличии смазки и второй вариант рабочий.

Вариант крепления рычага

Важна еще форма рычага. Рычаг двойной, верхняя часть — рабочая, нижняя — опорная. Везде где есть соединения желательно доварить усиление, так как усилия значительные.

Рычаг должен быть надежным, с усилением

На столе закрепляется оправка или кондуктор — форма, по которой сгибаются завитки. Делают их разного диаметра — чтобы можно было делать разные по диаметру завитки. Такие оправки могут быть сборными — для формирования большего количества изгибов. В каждом таком образце должны быть стержни, которые устанавливаются в отверстия в столе. Так этот шаблон фиксируется. Также его форма должна быть разработана с таким учетом, чтобы конец прутка в ней хорошо фиксировался.

Вариант кондукторов для улитки

Часто оправки вытачивают из металлического круга подходящего диаметра при помощи болгарки, но есть варианты из металла с наваренными на него стальными пластинами, изогнутыми соответствующим образом.

Как сделать подобный станок для холодной ковки — в следующем видео. Там же неплохо описан способ доведения концов заготовки до приличного состояния — обычные необработанные края смотрятся очень грубо. Для их обработки есть специальное оборудование, но, как оказалось, можно справится и без него.

Торсионный станок

Как уже говорили эти станки для холодной ковки позволяют сделать на прутке продольные изгибы. Это относительно несложная конструкция. Основная задача — закрепить неподвижно один конец прутка, ко второму приделать рычаг, при помощи которого можно будет скручивать заготовку.

В качестве основы подойдет обрезок профилированной трубы с толстой стенкой (не менее 3 мм). Фиксатор можно сварить из тех же прутков, оставив квадратный просвет нужного диаметра. Можно использовать зажим для троса подходящего размера (можно найти в магазине такелажа). Любой из этих упоров приваривается к основанию.

Держатель для троса — отличный фиксатор для прутка

Подшипниковый узел

Фиксатор для заготовки

Так выглядит конструкция в целом

Дальше — дело техники — рычагом наворачиваем нужное количество витков. Нельзя сказать, что эта работа для слабаков, но при большом рычаге все не так уж и сложно.

Еще более простой станок для изготовления торсионов методом холодной ковки ссотрите в видео:

Читайте также: