Гнутие колец. Изгибание всякого рода кривых поверхностей (крючков, колец и т. п.) обыкновенно производится на роговом отростке наковальни, если предметы имеют грубую форму (рис. 35). Более тщательная отделка, а также гнутие колец производятся или при помощи оправок, круглых и овальных стержней, или же посредством особых специальных приспособлений.
Рис. 35
Разрубка металла. Отрубить ненужный кусок металла не представляет никакого затруднения для кузнеца. Нетолстые полосы разрубают без подогревания железа ручным зубилом, для чего по намеченному месту делают надруб и затем, повернув полосу, делают такой же надруб с противоположной стороны. После этого, свесив кусок полосы, ударяют по ней молотком, отчего надрубленный конец отскочит; иногда для той же цели надрубку делают со всех четырех сторон, и тогда работа идет успешнее.
В накаленном состоянии металл отделяется еще легче, а железные отрубки отскакивают иногда от одного или нескольких ударов молотка по зубилу.
Пробивание дыр. Дыры пробиваются в нагретом железе посредством пробойника, но это необходимо делать осторожно и наносить удары по пробойнику не очень сильно, особенно в мелких вещах, чтобы не могло произойти трещины в металле. Если возможно, то лучше всего такое пробивание делать в сквозных дырах с двух сторон, а сами дыры выправить оправкою.
Сварка металлов в кузнечном деле
Под именем сварки в кузнечном деле известна операция, посредством которой можно соединить два куска железа или стали так, что они образуют одно нераздельное целое, причем само место сварки остается малозаметным. Сваривание металлов представляет операцию, напоминающую склеивание деревянных частей между собою, и отличается от нее тем, что производится без посредствующего вещества (клея) плавлением металла и крепкою связью, получаемою простым соединением и проковкою этих расплавленных поверхностей. Другое различие сварки от склеивания заключается еще в том, что прочность сварки не зависит от формы соединения металлических частей, отчего эта форма не бывает так разнообразна, как склеивание дерева.
Главное условие хорошей сварки – прочность соединения, обусловливаемая единственно степенью совершенства сплавления соединяемых поверхностей, которые перед сваркою должны быть хорошо подготовлены, пригнаны и очищены от окалины.
При сварке металла могут встретиться те же три случая соединения, которые бывают при соединении дерева, а именно: сварка по длине, под углом и плашмя. Из них сварка по длине, соответствующая сращиванию и наращиванию дерева, наиболее употребительна в кузнечном деле; сварка под углом встречается реже, а соединение поверхностей металлов длинными кромками – только в исключительных случаях.
Для того чтобы сварить между собою две железные полосы, надо нагреть их в кузнечном горне до белосварочного жара, то есть до 1600 °C. Затем оба куска металла переносят на наковальню и поверхности, предназначенные к сварке, осаживают ударами кувалды и скашивают на нет. После всего этого концы нагревают вновь и в местах сварки посыпают поверхности так называемым сварочным песком, состоящим из сухой глины, мелкого песка, стекла или буры. Песок, расплавившись, покрывает нагретые части стекловидною массою, предохраняющею поверхности от окисления. Тогда усиливают дутье до плавильного жара, причем поверхности покроются как бы слизью. Куски вынимают, накладывают обе поверхности одна на другую и легкими, но частыми ударами ручника сваривают одну с другою. Если во время работы железо остынет, не сварившись, то необходимо повторить операцию, очистив концы и снова посыпав их сварочным песком. Но вообще следует избегать всякого рода повторения одной и той же работы и приучиться делать это с одного раза.
Начинающему не мешает знать, что сварка железа, кроме аккуратности и быстроты действия, требует также, чтобы материал был хорошего достоинства и, во всяком случае, одинакового сложения и качества.
Если приходится сваривать толстые вещи или такие штуки, которые будут подвержены сотрясению, например экипажные оси, то сварку делают несколько иначе. Осадив оба конца, отковывают один из них клином, а в другом делает клиновое углубление; затем оба конца помещают в горн так, чтобы один конец лежал против другого. Когда оба конца накалятся до белокалильного жара, то, не вынимая из огня, соединяют их вместе, слегка ударив по сварке ручником. После всего этого их переносят на наковальню и место сварки проковывают со всех сторон.
Вещи после сварки необходимо дать остыть на вольном воздухе, а не охлаждать ее опусканием в воду, так как от слишком быстрого перехода из горячего состояния в холодное железо может сделаться хрупким.
Сварка под углом двух железных полос также не представляет никаких трудностей. Свариваемые поверхности сначала обделываются в прочное соединение и затем свариваются по только что описанному нами способу.
При сварке плашмя (соответствующей сплотке дерева) поверхности насекают или зазубривают и затем, нагрев каждую из них до сварочного жара, проковывают на наковальне.
Вообще прочность сварки зависит не столько от формы соединения отдельных частей, сколько от более или менее совершенного сплавления между собою свариваемых поверхностей и хороших качеств металла. Хорошо сделанная сварка не должна обнаруживать признаков шва, и после надлежащей отделки даже само место сварки не должно быть заметно.
Прежде всего заметим, что не все сорта стали могут обрабатываться одинаково и выдерживать одну и ту же температуру каления. Так, сырую сталь можно нагреть до всякой температуры совершенно безопасно, и такая сталь хорошо сваривается. Между тем рафинированная сталь может быть нагрета много слабее и сваривается весьма трудно. Литую сталь не должно нагревать выше вишнево-красного каления, и она совершенно не способна свариваться. Первые два сорта стали могут быть доводимы до сварочного жара, и проковка их в этом состоянии только улучшает сложение металла, уплотняет его и уничтожает в массе стали пленки и трещины, если таковые имеются в ней. Но после первого нагрева сталь следует накаливать осторожно до краснокалильного жара и ковать ее, несколько остывшую, слабыми ударами ручника и кувалды.
Обращение со сталью требует большой опытности и навыка. Заметим, кстати, что для сварки стали вместо сварочного песка приготовляют особый порошок, состоящий из равных частей соли, селитры и буры или же из шести частей нашатыря и одной части буры.
В практике часто приходится не только сваривать сталь со сталью, но также делать соединение железа со сталью, или как говорят, наваривать сталь на железо. При выделке режущих, скоблящих, рубящих и других инструментов для обработки металлов и дерева такой способ изготовления их весьма употребителен.
Сварить сталь с железом много труднее, чем сварить сталь со сталью, и не всякий кузнец может хорошо исполнить эту работу. Мы уже знаем, что обработка стали во многом разнится с обработкой железа, хотя общие приемы работы одни и те же. Но железо для сварки должно быть доведено до белокалильного жара, а сталь в большинстве случаев не может выдержать этой температуры. Понятно потому, что оба металла не могут быть нагреваемы одновременно в горне, так как в таком случае сталь может перегреться и потерять все свои хорошие качества.
Как поступить в этом случае, лучше всего объяснить на примере. Возьмем самый употребительный инструмент – плотничный топор, на лезвие которого требуется сделать стальную наварку.
Предположим, что топор уже откован и остается сделать стальную наварку. Для этого в месте сварки необходимо его сначала осадить до толщины 1,2–1,3 см. Затем по линии предполагаемой наварки надрубается тонким зубилом канавка, к которой пригоняется стальной брусок. После такой подготовки топор кладут лезвием к фурме, а сталь несколько дальше. Когда топор дойдет до калильного жара, сталь подвигают ближе к фурме и следят за тем, чтобы они одновременно дошли до вара, то есть оба покрылись бы ровною слизью. После этого, соединив обе части, переносят их на наковальню и проковывают вместе легкими ударами ручника.
При отковке двухфасочных инструментов, то есть таких, у которых режущее ребро спущено на обе стороны, наварка стали производится несколько иначе. Берут кусок плоского железа и, вытянув его до требуемой ширины инструмента и двойной длины, загибают вдвое. В образовавшийся таким образом промежуток между концами вставляют стальную пластинку, которую требуется приварить. Нагревание в горне, сварка и проварка на наковальне производятся так же, как и в предыдущем случае.
