Tehnik-ast.ru

Электро Техник
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Газовая горелка для кузнечного горна своими руками

Газовая горелка для кузнечного горна своими руками

Закрытые кузнечные горны на газе своими руками являются распространенным техническим решением для небольшой кузницы в домашней мастерской. Наличие магистрального газопровода — это не редкость в современных домах. Пропановую смесь легко регулировать по параметрам. В сочетании с высокой теплотворностью газа предопределяют высокую эффективность нагрева металла во время ковки.

Ключевым элементом такого горна является правильный выбор (и изготовление) топливосжигающего устройства — горелки.

Горелка газовая для горна

Виды горелок, применяемых для сжигания газа

Оптимальное устройство горелки важно, поскольку от этого будет зависеть количество угара металла при нагреве под ковку, интенсивность поверхностного окалинообразования и суммарное потребление газа. Для закрытых горнов требуются горелки короткого пламени, обеспечивающие быстрое и интенсивное перемешивание горючей смеси. Так КПД будет максимальным, а удаление продуктов сгорания из рабочей камеры будет равномерным и эффективным.

Таким образом, газовая горелка обеспечивает:

  1. Большой угол наклона готовой газовоздушной смеси при входе в рабочее пространство горна.
  2. Высокую скорость выхода струи при малой высоте и большой ширине.
  3. Безопасность поджига газа.
  4. Устойчивость процесса горения.
  5. Нечувствительность к повышенной влажности внутри горна.
  6. Безопасность при «обратном ударе», когда внезапное изменение направления тяги может погасить факел, что сразу приведет к взрыву в горне горючей смеси.

Чертежи газовых горелок:

Чертеж газовой горелки

Чертеж газовой горелки

Чертеж горелки для кузнечного горна

Чертеж горелки для кузнечного горна

Эскиз для самодельной газовой горелки

Эскиз для самодельной газовой горелки

Для сжигания пропана (из баллона или газопровода) применяют:

  • Инжекторные горелки, обеспечивающие самовсасывание газа. Они простые, но отличаются низкой экономичностью. Есть регулировка соотношения компонентов для сравнительно небольшого диапазона значений. Относительно горна, изготовленного собственноручно, это чаще всего приводит к необходимости работать с недостатком воздуха.
  • Горелки тангенциального типа (осеструйные), когда газ течёт вдоль оси, а воздушный поток — по касательной к корпусу смесителя. Смешивание происходит довольно интенсивно, но и потери давления из-за завихрений тоже велики. Это сказывается на неравномерности количества подаваемого воздуха, причём оно наибольшее там, где происходит контакт нагреваемого металла с подом горна. Из-за этого возрастает угар и образование окалины. Положительное качество тангенциальных горелок — простота и надёжность.
  • Вихревые горелки, где для перемешивания потоков используются направляющие спиральные пластины. В подобных вариантах полное смешивание достигается только в устье, поэтому регулирование работой в данном случае наилучший способ, а потери давления почти отсутствуют. Недостатком считается конструктивная сложность, из-за чего даже при наличии чертежей изготовить горелку для горна в условиях домашней мастерской очень сложно.
  • Комбинированные горелки, сочетающие в себе тангенциальный и прямоточный подвод. Регулируемость смеси — наилучшая, поскольку изменением количества подаваемого между внутренним и внешним каналами воздуха регулируется длиной факела в горне и, следовательно, управляется временем нагрева заготовок под ковку. Недостаток подобных исполнений — большие габариты, что для малых горнов может быть неприемлемым. В минусы можно записать техническую сложность изготовления горелки с двойным потоком.

Изготовление и установка горелки в закрытый газовый горн

Рассмотрим два варианта — сделать горелку «с нуля», используя рекомендации мастеров с опытом, либо применить готовую конструкцию, подогнав ее некоторые характеристики. нужно отметить, что в первом случае следует иметь хорошие навыки и опыт настройки как минимум, ремонта подобных устройств. Иначе дело может кончиться взрывом, ожогами, и другими неприятностями.

Проще всего будет изготовить шаровую горелку, которая относится к группе топливосжигающих узлов с тангенциальным подводом факела к рабочему пространству. Горелка состоит из таких деталей:

  1. Конфузионного раструба из жаропрочной из стали типа Х18Н9Т.
  2. Стального трубчатого корпуса, имеющего форму двойного усеченного конуса.
  3. Газоподводящей головки.
  4. Воздухоподводящей головки.
  5. Устья.
  6. Регуляторов количества газовоздушной смеси.
Читайте так же:
Как высверлить закаленный сломанный болт

Для изготовления подобной горелки необходимы: трубы на 1,5 дюйма, листовая заготовка толщиной не менее 1,2 мм под конфузор, два штуцера и три фланца – под соединение элементов. Сварную конструкцию лучше сделать из жаропрочной стали, при этом сварку необходимо производить под флюсом или используя инертный газ. Как воздухо- и газоподводящие трубы можно использовать рукава высокого давления, диаметром, соответствующим присоединительным размерам корпуса. Необходимы фиксирующие хомуты и качественные уплотнения из бензомаслостойкой высокотемпературной резины. Все остальные элементы соединяются с помощью резьбы.

Горн с самодельной газовой горелкой

Горн с самодельной газовой горелкой

На некоторых сайтах встречаются рекомендации по изготовлению корпуса горелки методом вальцовки трубчатой заготовки. При больших давлениях струи, пластическое упрочнение материала может привести к возникновению зон внутренних напряжений, которые при пуске горелки становятся причиной появления трещин в металлическом корпусе.

Вариант с установкой горелки от газовой плиты значительно проще. Предварительно нужно определить затраты топлива для быстрого нагрева металла под ковку. Подбирая готовую конструкцию, устанавливают мощность главного агрегата (котла, плиты и т.п.), для которого устройство применялось. Произведение этого значения на КПД (для газа это 0,89-0,93) даёт искомое значение мощности W.

Немного сложнее установить расход газа Т. Алгоритм расчёта такой:

  • Выясняется теплотворная способность топлива Q (для пропана можно принять 3600 кДж/м3);
  • Используя формулу Т = 3,6W/Q, определяется расход.
  • По результатам расчёта подбирается необходимая запорно-регулирующая арматура: клапаны, тройники, уплотнительные кольца и т.д.

Установку горелки в горн для ковки производят следующим образом. Вначале в подготовленное футеровочное отверстие вставляется конфузор, к нему через листовую прокладку из жаропрочной стали присоединяют устье горелки. К нему прикрепляют само изделие, и ввинчивают трубки для подачи воздуха и газа. Проверяют эффективность действия регуляторов, затем производят пробный пуск газа от баллона или стационарной сети. Все работы нужно проводить при хорошо проветриваемом помещении. При малейшем запахе газа установочные работы следует прекратить и выяснить источник утечки.

Заключение

Простую газовую горелку можно сделать своими руками. Однако следует строго соблюдать технику безопасности. В противном случае можно пострадать. Получить ожоги и травмы. Если у вас нет опыта в ремонте или сборке подобных устройств, изготавливать горелку собственноручно не рекомендуется. Лучше просто купить готовое изделие.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды 5 Звезд(Пока оценок нет)

Устройство и назначение кузнечного горна

Художественные изделия из металла производят методом холодной и горячей ковки. Для нагрева заготовок используют кузнечный горн.

Принцип работы кузнечного горна

Художественные изделия из металла изготавливают вручную с помощью горна и инструментов. Основная операция — ковка.

  • Холодная ковка — это механическая деформация металла без нагрева.
  • Горячая ковка — это обработка раскаленной поковки. Разогретый металл становится пластичным, легко принимает любые формы.

Кузнечный горн — простое устройство для нагрева материалов.

Конструкция состоит из 5 основных частей:

  • огнеупорный стол — поверхность для расположения очага, фурмы и других элементов;
  • горновое гнездо или печь;
  • охлаждающая фурма для подачи воздуха;
  • шатер, зонт;
  • дымоход.

На рабочей поверхности поковки нагревают до 1200 °C и более. Температура поднимается при горении угля, кокса, антрацита, газа или топливных жидкостей.

Простые горны неравномерно нагревают металл, уложенный на поверхности. Температуру поковки сложно контролировать. Если заготовка перенасытится соединениями серы, то станет хрупкой. Опытные мастера определяют температуру поковок на глаз по цвету раскаленного металла. При использовании качественного горючего сульфуризация заготовки не происходит.

Читайте так же:
Выжигание по дереву сварочным аппаратом

Устройство и назначение кузнечного горна

Разновидности конструкций кузнечного горна

Древние горновые приспособления появились на Ближнем Востоке в IV тысячелетии до н. э. Каменные ямы имели отверстия для подачи раскаленного воздуха из кузнечных мехов.

Современные печи для ковки разнообразны.

Особенности конструкции зависят от четырех факторов:

  • основное горючее;
  • форма устройства для сжигания топлива;
  • размеры рабочего пространства, стола;
  • назначение по типу операции (нагрев, закалка, цементация, отпуск и т. д.).

Горны бывают электрическими и топливными. В зависимости от вида топлива выделяют угольные, газовые, коксовые, антрацитовые устройства. Большинство из них работают на угле. Газовые печи труднее обслуживать, а коксовые, мазутные нарушают экологию окружающей среды. Самый высокий КПД имеют газовые горновые гнезда.

По типу конструкции печи делятся на открытые, закрытые печи, с центральным или боковым соплом. Устройства могут быть стационарными, портативными.

Открытая конструкция кузнечного горна

Открытые камеры состоят из колосника, поддона, защитной плиты, системы вентиляции. На решетку насыпают топливо, когда оно загорается, сверху кладут поковку. Такие горны ставят на улице или в помещении с мощной вентиляционной системой. Их легко сделать в домашних условиях.

Основные детали самодельного открытого газового устройства:

  • огнеупорная площадка;
  • поддон для топлива;
  • трубка, соединенная с компрессором.

Профессиональная конструкция оснащена брандмауэром, дымоходом, сводом, колпаком, защитной плитой, промежутком для охлаждения, горновым гнездом, емкостями для воды и топлива.

Горновое гнездо и часть брандмауэра изготавливают из огнеупорного кирпича. Фурму из чугуна закрывают второй чугунной трубкой. Для регуляции потока воздуха устанавливают кран. Дымоход монтируют в брандмауэре. Сверху над печью устанавливают жестяной колпак с откидными шторами. На стенке закрепляют металлическое корыто для жидкости. Топливный ящик устанавливают в любом удобном месте.

Открытые камеры расходуют много топлива. Потери КПД составляют от 5 до 10%. Но в такой камере удобно обрабатывать крупные заготовки.

Устройство и назначение кузнечного горна

Закрытая конструкция кузнечного горна

Расход горючего при работе кузнечной печи варьируется от 40 до 150% от массы поковки. Поэтому закрытые горны с высоким показателем КПД используют чаще.

Современный закрытый горн — что это?

По конструкции он похож на открытую печь, но имеет ряд отличий:

  • герметичное внутреннее устройство;
  • камера оснащена механизмом принудительной вентиляции;
  • в стенке есть дверца для укладки заготовок.

Корпус из огнестойких кирпичей имеет форму куба, оснащен металлической крышкой и вытяжкой. Горелку для подачи газа монтируют в боковой части корпуса.

Закрытая конструкция позволяет повышать температуру в камере. Топливо расходуется в ней более экономно. Температура в кузнечном горне лучше регулируется. Кузница не задымляется, так как дым уходит из герметичной камеры через дымоход. Металл прогревается равномерно, не перекаливается. Перекаленные участки деталей обычно отрубают, так как они становятся хрупкими. Единственный недостаток — ограничение поковок габаритами камеры.

Горны, работающие на угле

Открытая кузнечная печь работает на угле или дровах, прогретых до углей. Она больше подходит для ручной ковки, так как в гнезде можно нагревать поковки разной длины.

Простой горн на угле состоит из следующих элементов:

  • свод печи, стенки из огнеупорного кирпича;
  • горновое гнездо в верхней части свода;
  • зонт с откидными шторками для улучшения тяги;
  • брандмауэр с отверстиями для поступления воздуха;
  • воздушный кран;
  • стальной короб, соединяющий кран и гнездо;
  • емкость с водой для закалки;
  • дымоход;
  • ящик, куда укладывается уголь для кузнечного горна, а также ящик для инструментов.
Читайте так же:
Когда было изобретено электричество в каком году

Металлическую деталь укладывают в горячие угли после появления твердой корки на спекшемся топливе. Сверху поковку засыпают еще одним слоем угля. Для поддержания максимальной температуры корку поддерживают в целости, подсыпают топливо, обрызгивают водой. Периодически поковку переворачивают. Для поддержания нейтрального пламени регулируют воздушный кран.

Устройство и назначение кузнечного горна

Кузнечные горны, работающие на газе

Газовые камеры быстрее выводятся на нужный температурный режим. Они подходят для нагрева длинномерных поковок. В них образуется меньше окалины.

Газовые горны состоят из стандартных элементов:

  • огнеупорная камера со слоем жаростойкой стали;
  • заслонка с окошком;
  • поддон из жаростойкого кирпича;
  • горелка, тип которой зависит от топливной смеси (например, для бутано-пропановой смеси применяют диффузную горелку);
  • смесительный редуктор, подходящий по форме для поковок;
  • колосниковая решетка;
  • вентилятор для усиления воздушного потока.

Для работы газовой печи требуется стационарный источник электропитания. Для поддержания горения используют бутан, пропан и газовые смеси. Природный газ тоже может использоваться, но требует очистки.

Фабрика кованой мебели «Металлдекор» производит художественные изделия из металла на продажу, на заказ. Кузнецы изготавливают изящные кровати, стулья, столы, диваны, прихожие, мебельные гарнитуры и другие эксклюзивные предметы. Производятся ограды, беседки, скамейки, фонари и другие аксессуары для украшения экстерьера дома и приусадебного участка. Опытным мастерам известны все секреты и этапы художественной ковки. По желанию клиента мебель куется по индивидуальным заказам.

На каждую вещь дается гарантия. Фабрика осуществляет доставку по всей России. Предусмотрена беспроцентная рассрочка.

Горн кузнечный своими руками из тормозного диска

Горн кузнечный своими руками

Этот домашний кузнечный горн отличается простой конструкцией. Для его изготовления взят чугунный тормозной барабан заднеприводного автомобиля. Он выполняет роль чаши, в которой сжигается каменный или древесный уголь. Для изготовления такого горна чертежи не понадобятся, изучив эту инструкцию, легко все сделать своими руками.

В нижней части горна присоединяется труба – через нее проходит поток воздуха, который выдает фен.

Основанием для установки тормозного барабана служат 3 шлакоблока. Конструкция кузнечного горна легко разбирается на части, которые можно перенести в другое место и так же легко собрать там.

Перечень необходимых материалов:
• чугунный тормозной барабан;
• сгон;
• труба;
• муфта;
• фен;
• шлакоблок – 3 шт или кирпич;
• ведро воды;
• резистор с регулировкой и провода.

Список необходимых инструментов:
• разные гаечные ключи;
• отвертка;
• плоскогубцы.

Ход работ по изготовлению кузнечного горна своими руками

К нижней части тормозного барабана – чаши для сжигания угля – присоединен фланец с трубой-воздуховодом. Коннектор, включающий переходник и хомуты, для подключения фена, затем сгон нужно опустить в ведро с водой – таким образом уголь, упавший в трубу, будут быстро затухать в воде. При этом воздух от фена будет направлен вверх.

Основанием служат 3 шлакоблока, которые установлены на торцевую часть. Размещаем таким образом, чтоб была предоставлена возможность удобного подключения фена.

Нужно будет взять металлическое ведро небольшого размера и наполнить его водой. Ведерко следует установить прямо под воздуховодом – в итоге сгон погружается в воду.

Для наиболее рационального расходования каменного или древесного угля устанавливаем контроль над воздушным потоком. Этого можно достичь через подключение к фену резистора-регулятора. В результате мы сможем легко контролировать напор воздуха, который выдает фен.

Читайте так же:
Все о сварке полуавтоматом

Горн кузнечный своими руками

Твердым топливом служит, главным образом, каменный и древесный уголь.

Горн кузнечный своими руками

Уголь нужно засыпать в домашний горн и разжечь.

Горн кузнечный своими руками

Когда начинается тление угля, включаем фен.

Горн кузнечный своими руками

Металлическая заготовка помещается прямо в центр очага, разогревается до красна, чтобы появилось оранжевое свечение.

Горн кузнечный своими руками

Так вы сможете ковать нож, топор, зубило, изготовлять продукцию художественной ковки. Температуры горна достаточна, чтобы плавить легкоплавкие металлы типа алюминия, бронзы, олова, и даже меди. После переплавки металл можно заливать в земляную или гипсовую форму.

Особенности кузнечной сварки: технология процесса, необходимое оборудование, области применения

Кузнечная сварка – это форма неразъемного соединения, которое возникает под воздействием внешнего давления на две предварительно нагретые детали . Другими словами, под действием высоких температур части железных заготовок переходят в пластическое состояние, их совмещают, а давление создается ударами молота.

Особенность кузнечной сварки: она подходит для соединения низкоуглеродистых и конструкционных сталей, в которых содержание углерода не превышает 0,3%. Если процент будет выше, сварка материала практически невозможна.

Какие ГОСТы регламентируют

До 2009 года кузнечная сварка регламентировалась документом ГОСТ 2601-84 «Сварка металлов. Термины и определения основных понятий».

В этой версии документа кузнечная сварка определяется, как «печная сварка, при которой осадка выполняется ударами молота». ГОСТ был введен в действие от 29.02.84. В октябре 1996 года вышло переиздание с изменениями. Документ утратил силу с 01.07.2010г.

Действующие

Разновидности сварки сейчас регламентируют:

  1. ГОСТ Р ИСО 17659-2009 «Сварка. Термины многоязычные для сварных соединений».
  2. ГОСТ Р ИСО 857-1-2009 «Сварка и родственные процессы. Словарь. Часть 1. Процессы сварки металлов. Термины и определения».

Оба ГОСТа введены в действие от 04.08.2009.

Первый документ дает определение общего раздела – сварки давлением. Это «сварка, осуществляемая приложением внешней силы и сопровождаемая пластическим деформированием сопрягаемых поверхностей, обычно без присадочного металла». В примечании уточняется, что «сопрягаемые поверхности допускается нагревать, чтобы облегчить получение соединения» (ИСО 857-1).

А вот второй ГОСТ дает описание именно кузнечной сварки в пункте 4.1.6.12. Оно звучит: «кузнечная сварка — это сварка давлением, при которой заготовки нагреваются в печи, а шов получается в результате ударов молотом или приложения другой импульсной силы, достаточной для пластической деформации сопрягаемых поверхностей».

Где применяется

Кузнечная сварка (иначе ее называют сварка ковкой) появилась более 2000 лет назад и долгое время являлась единственным способом неразъемного соединения металлических деталей. С появлением более современных способов сварки этот метод потерял популярность. В промышленных масштабах его не используют, но в частных мастерских по-прежнему применяют.

Для чего ее используют сегодня:

  1. Скульпторы, кузнецы, арт-мастерские отдают ей предпочтение в художественной ковке, в создании дизайнерских объектов и конструкций из металла. Она требует минимум специального оборудования и дает интересный визуальный эффект.
  2. Она подходит для срочного кустарного ремонта несоответствующих деталей машин.
  3. В кузницах ее применяют для изготовления сельскохозяйственного инвентаря (плуги, топоры и т. д.).
  4. При изготовлении водосточных труб небольшого размера. Редкий случай, когда сварка давлением применяется в производстве. В основном это прерогатива ручной ковки и частных мастерских.
  5. Кузнечная сварка – единственный способ соединения слоев в заготовках для кованого холодного оружия. В редких случаях детали доспехов делают из нескольких слоев стали. И применяют этот метод для подготовки многослойных заготовок.

Кузнечная сварка требует очень много сил и времени, а результат напрямую зависит от мастерства кузнеца.

Читайте так же:
Вулканизатор для ремонта камер велосипеда

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.

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.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector