Илья Мельников - Художественная обработка металла. Ковка
Скручиванием называется кузнечная операция, сущность которой заключается в повороте одной части четырехгранной поковки вокруг общей оси по отношению к другой под определенным углом. Выполняется в холодном и горячем состоянии. Скручивание толстых поковок производят посредством воротка, при этом другой конец заготовки зажимают в тиски. Широкие полосы удобно захватывать с помощью вилки.
При скручивании можно часть заготовки поворачивать на угол до 180 градусов.
Так, например изгибают цветы для большей пластической выразительности. Закручивание на 180 градусов производится на шпераке на роге наковальни с помощью ручного молотка, а более мелкие элементы скручивают круглогубцами.
Скручивание может осуществляться многократно на угол 360 градусов. Этот прием часто используют при изготовлении оконных решеток. Скручивание тонких заготовок производят два кузнеца. Захватив заготовку клещами, они вращают ее в двух противоположных направлениях одновременно. Наиболее красивые декоративные элементы, получают из двух круглых прутков, туго свитых между собой. При скручивании заготовка должна быть нагрета до ярко-красного каления. При более низкой температуре скручивание требует больших усилий, а в металле могут возникнуть трещины.
Сваркой называется кузнечная операция, посредством которой производится соединение в одно целое отдельных частей заготовок.
Горновой сварке хорошо поддается только мягкая углеродистая сталь, которая содержит 0,15 – 0,25 процентов углерода.
Свариваемые концы заготовок нагревают в горне до температуры 1300 1380°С, что соответствует белому цвету каления с желтоватым оттенком. Затем быстро вынимают из горна, ударами об наковальню или щеткой удаляют с поверхности шлак и окалину, свариваемые концы соединяют, посыпают флюсом (чистый кварцевый песок или бура) и проковывают место сварки сначала слабыми частыми ударами, а затем сильными.
Проковку начинают с середины свариваемого шва, чтобы удалить оставшуюся окалину и шлак между свариваемыми поверхностями. Заканчивают горновую сварку интенсивной проковкой поверхности шва с последующей отделкой.
В настоящее время, как правило, применяют электродуговую или автогенную сварку.
Отделка (выглаживание)
К этой кузнечной операции приступают после того, как основная форма изделия откована и необходимо придать поковке законченный вид, отделать кованные поверхности с помощью гладилок различной формы и обжимок для цилиндрических поверхностей.
После работы молотком всегда остаются следы в виде волнистости и изделие имеет неряшливый вид.
Выглаживание ведут при темно-красном нагреве заготовки, перемещая гладилку по поверхности и ударяя по ней молотком. Иногда выглаживают только отдельные, наиболее выступающие части изделия, оставляя нетронутым углубления, что придает изделию своеобразный вид и выразительность.
Насекание рисунка, набивка рельефа и фактуры.
Эти операции являются отделочными и относятся к завершающим ковку. Выполняют их зубилами и чеканами в холодном и горячем состоянии, набивая на поверхности изделия штрихи, насечки, узоры, шрифтовые надписи.
Насекание производят на более или менее плоских поверхностях, чтобы они были хорошо заметны. Специальными подбойками, пуансонами создают дополнительные рельефные выступы, углубления, канавки и т.п.
При выполнении набивки рельефа и фактуры для выравнивания и шлифовки выступов и канавок применяют напильники, надфили, порошок пемзы, наждачную бумагу и др.
Сборка кованых изделий
Работу над изделием необходимо начать с представления его не только в целом, но и в деталях, зная характер их соединения и обратив внимание на приемы соединения, так как прием соединения выполняет не только соединительную функцию, но и влияет на силуэт и характер изделия, подчеркивая его образное построение. Одним из свойств кованого металла является единство функционального и архитектурного.
Выполняя изделия из металла методом художественной ковки заранее определяют, какая часть изделия будет коваться целиком, а какие элементы будут выполнять отдельно и затем соединять. Кроме рисунка, для разработки технологии необходимо иметь точный чертеж с учетом припусков на механическую – токарную и фрезерную обработку, если таковая будет производиться.
По чертежу рассчитывают массу необходимо материала для изготовления поковки. К массе поковки добавляют отход металла на обсечку до 30 процентов, на угар из расчета 2 процента на каждый нагрев и 2 процента на каждый подогрев.
Разрабатывая чертеж деталей под ковку, нужно учитывать специфику техники ковки и избегать нехарактерных для нее форм и конфигураций, например, ребристых сечений или пересечения цилиндрических поверхностей между собой, ибо в некоторых случаях детали в технике свободной ковки выполнять либо очень сложно, либо невозможно. Детали с большой разницей в размерах лучше делать сварными или собрать на резьбе.
Например, если в основе изделия использован единый растительный мотив, лучше всего соединять детали сваркой или клепкой или комбинацией приемов. В таких изделиях места соединения закрывают соседними декоративными элементами, цветами, листьями и др.
Если изделия собраны из повторяющихся элементов, то соединением служит скоба (хомут) – клепка с ясно выраженной головкой, которую иногда изготовляют в виде цветка.
Все конструктивные соединения ясно выражены, в этом случае они несут и архитектурную функцию.
Многие мастера используют растительные элементы украшений, такие как стебли, плоды, листья, цветы и т.д. Техника ковки достигла высоких результатов.
Если ранее, в работах романского стиля мастер использовал три универсальных инструмента – зубило, бородок, ручной молот и работа была в основном связана с горном и наковальней, то в работах стиля барокко кузнецы начинают применять многочисленные штампы, оправки, пуансоны, работая с листовым металлом и т.д.
Для изготовления методом свободной ковки некоторых соединительных элементов и украшений, например, листьев из металлической полосы, необходимо в полосе шириной 30 мм и толщиной 10 мм сделать перебивку и конец вытянуть на стебель. Заготовку укладывают в нижник и проковывают: полукруглым зубилом вырубатся контуры листа и насекаются зубилом жилки, листу придается форма на шпераке.
Для изготовления листа без нижника, заготовку осаживают и придают ей форму. Сильными ударами проковывают часть, которую осадили, одновременно придавая ей правильный силуэт листа. Обратной стороной ручного молотка или подбойкой необходимо сделать углубления и секачом наметить стебель. При хорошо организованной работе такой листок мастера делают с одного нагрева.
Для изготовления листка из прутка на конце заготовки производят осадку и осажденному концу придают форму. Заготовку нагревают, укладывают в нижник и проковывают. Последние удары можно делать через гладилку.
Клепка в практике художественной ковки является одним из средств соединения кованых элементов. Например, при изготовлении металлических дверей в некоторых случаях расходуется до 200 клепок на одну дверь. Изготавливают клепки из малоуглеродистых сталей из прутка большего, чем стержень, сечения будущей клепки. Гвоздильня служит инструментом. Нагретый конец стали несколькими ударами вытягивают. Надрубают на насечке и вставляют в отверстие, равное вытянутому концу. При установке заготовки в отверстие нужно помнить, что лицевая сторона гвоздильни та, у которой диаметр отверстий меньше. Остальную часть заготовки отламывают, оставшийся конец расклепывают. Получается головка клепки, форма которой может быть разнообразной. После извлечения клепки из гвоздильни ее отрезают до нужного размера. Этот же процесс используют и при ковке кованого гвоздя с той лишь разницей, что конец вытягивают на острие. Ковку гвоздя и клепки делают с одного нагрева.
Защита поверхности кованого металла
Художественные изделий из кованого металла создаются для украшения экстерьера. Чтобы сохранить их эстетический внешний вид длительное время, применяют различные виды защиты. Приступая к антикоррозийным работам, нужно знать область применения изделия. Если оно будет находится снаружи, необходима более надежная защита. На поверхности готового изделия из железа образуется слой окалины большой толщины. От коррозии окалина не защищает и ее снимают на больших изделиях пескоструйной обработкой или механическим способом на изделиях, имеющих практическую ценность. Подготовленное изделие промывают водой или другими средствами и насухо вытирают.
При размещении в кованых изделий в интерьере для защиты применяют способ оксидирования металла на воздухе. Заключается он в нагреве поверхности изделия паяльной лампой. Работа требует опыта и аккуратности. Нагрев нужно производить осторожно, чтобы цвета побежалости изменялись как можно медленней.
