О кузнечной сварке

Металлург 1992г. №11.

Художник-кузнец применяет все основные промышленные технологии обработки металлов, но в специфическом, изначальном виде. Это хорошо видно на примере легендарных мечей и сабель, которые кузнецы изготовляли из узорчатой сварочной стали, ее восточный аналог получил название «дамаск». Мастера Киевской Руси, делавшие такую сталь, называли ее «харалуг». Она являлась одним из первых композиционных материалов на основе железа. В наше время по принципу «дамаска» получают материалы для ракетнокосмической техники. Наш современник В.И. Басов создает великолепные по качеству и красоте клинки и топоры из сварочной узорчатой стали. Сейчас изготовлением дамаска занимается целая плеяда талантливых мастеров в Суздале, Туле, Коломне, Москве, Мытищах, в подмосковном Калининграде, Санкт-Петербурге.

Познакомили меня с этой технологией кузнецы-реставраторы: знаменитый Вячеслав Иванович Басов и его ученик Василий Кривошеин, замечательный мастер-оружейник из Тулы Валерий Коптев, глубокий знаток и талантливейший технолог булатных и дамасских сталей Леонид Архангельский.

Получение композита по типу дамаска не сводится только к процессу соединения стальных пластин с разным содержанием углерода с помощью кузнечной сварки. Мне хотелось отметить, что в технологии дамасской стали, в том числе и кузнечной сварки, вообще не последнее место имеет личностный момент: отношение мастера, подход к делу.

Наиболее удачно, по-моему, выразил это родоначальник современной отечественной булатной технологии В.И. Басов. Суть его суждений сводится к следующему: в природе нет ничего лишнего, и сварить по древним технологиям можно практически любые марки стали, и далее — кузнец в буквальном смысле вкладывает свою энергию в работу. Не случайно, как отмечает В.И. Басов, когда варишь пакет, можно определить, как относится к тебе человек, находящийся рядом. Другими словами, помимо знания технологии, умения нужен определенный настрой — необходимо быть и собранным, и раскрепощенным одновременно. Имеет значение для качества сварки пакета и время года, и погода (при разных атмосферном давлении и влажности по-разному протекает процесс горения топлива, следовательно, меняется время нагрева, и по-разному меняются химический состав пакета и его структура).

Собственно кузнечная сварка представляет собой соединение двух или нескольких отдельных поверхностей в одно целое, для чего они нагреваются до белого каления и сильно сдавливаются.

Пакет под сварку может быть нагрет и на каменном, и на древесном угле, и на коксе, и в газовой печи, и с использованием электронагрева. Температура для сварки колеблется от 1230 °C до 1400 °C в зависимости от химического состава пластин, входящих в пакет.

Обычно пакет я делаю следующим образом.

Беру нечетное число стальных пластин с разным содержанием углерода — как правило, это куски напильника и какой-либо конструкционной стали — и собираю из них пакет (рисунок). Одна пластина из низкоуглеродистой стали берется более длинной, чтобы можно было использовать ее в качестве рукоятки. Пластины по торцам и бокам прихватываются электросваркой.

Рис.1. Пакет для получения сварочного дамаска

Рис.1. Пакет для получения сварочного дамаска:

1 — куски напильника, 2 — места «прихватки» элект­росваркой

Пакет помещается в горн таким образом, чтобы были видны узкие стороны пластины (поворачивается на 90 градусов относительно положения, показанного на рисунке) и нагревается до 950°—1000 °C. Прогреть нужно весь пакет равномерно, для чего его по мере необходимости поворачивают, иногда выключают дутье и, что называется, «томят» в горне, либо с помощью кочерги увеличивают или уменьшают интенсивность горения угля в очаге вокруг частей поковки.

Если пластины в пакете не очень плотно прилегают друг к другу, то его вынимают и слегка проковывают, что одновременно способствует выравниванию температуры по всему сечению поковки.

Затем пакет помещают в горн и при температуре 950—1050 °C (оранжево-желтый цвет металла) посыпают флюсом. Наиболее распространенным флюсом является кварцевый песок коричнево-желтого цвета.

Нижняя часть поковки нагревается сильнее верхней, поэтому поковку кантуют на 180° и посыпают песком более нагретую поверхность. И когда песок «прилипает» к поверхности, заготовку опять поворачивают и покрывают флюсом другую сторону.

Все время надо следить, чтобы нагрев шел равномерно, без перегрева и пережога. По достижении температуры 1230—1250 °C флюс начинает плавиться, а заготовка — «потеть». В этот момент ее надо начать вращать, при этом температура поверхности достигает 1300° — 1400 °C и, самое главное, выравнивается по всей длине поковки.

Важно не только увидеть момент, когда поковка превратится в «леденец», но так ее прогреть, чтобы белый цвет ее поверхности был чистый, без темных пятен.

Затем пакет достают из горна, стряхивают излишки флюса, и легкими и частыми ударами проковывают. При этом заготовка кантуется на 180° C (сварка идет до тех пор, пока поверхность пакета имеет вид мокрой).

Если пакет не сварился, то появятся характерные вздутия металла на широкой стороне поковки, или произойдет ее расслоение по бокам. В этом случае следует проварить еще раз.

Проверить, как сварился пакет, можно, во-первых, зачистив торцы и боковые стороны на точиле — если сварка прошла удачно, то поверхность будет цельной, без трещинок; и, во-вторых, быстро охладив пакет, а затем нагрев его — при непроварах металла появляются так называемые пузыри.

Кузнечная сварка применяется не только для изготовления изделий типа дамаска, в умелых руках художника-кузнеца она является одним из способов соединения деталей изделия, а также эффектным выразительным средством, которое подчеркивает совершенство работы мастера.

©В. СИДОРЕНКО