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古代中國是如何焊接金屬的

發布時間:2022-03-04 17:06:26

⑴ 古代的人們是如何學會煉鐵的

中國古代的人們煉鐵的方法是:鐵礦石---(1100-1200爐溫)--生鐵--(鍛打)--鋼--(鍛打)--熟鐵 。


中國人從東漢開始進入鐵器時代,之前有過少量的鐵器,很難弄清是自己煉造,還是舶來品。無論如何,中國在漢朝掌握了煉鐵法,從東漢開始,青銅正式退出舞台。
但中國的煉鐵法和世界其他地方完全不同,大量採用生鐵製品,煉鐵方法是:用1100-1200度爐溫,把鐵礦石融化,流出後成為鑄鐵。鑄鐵質地堅硬,但很脆,實際使用很困難,不論是做兵器還是鐵器,都不好使。但中國人沒有別得選擇,只能使用這種製品。如果想得到一塊鋼,怎麼辦?只有一個辦法---鍛打!

這就是中國古代的煉鐵方法,這種從生鐵鍛打的到鋼的辦法,費時費力,產量極低,曹操為了造五把百煉鋼刀,花了三年的時間。如果使用塊連法做滲碳鋼,不僅時間上大大節省,而是質量更好,成本也低得多。但中國人根本就不會使用塊連法和製造滲碳鋼。

⑵ 古代是如何而煉制金屬

根據歷史資料和出土文物論述了中國古代鍛造的內涵,指出了現行技術資料中的失真之處,提出了新的鑒別古代鍛件的方法,把歷史學者界定的中國使用鋼的年代向前推進了若干年。 2000 年,《機械工人》( 熱加工) 第3 、4 期連載了一篇為紀念《機械工人》雜志創刊50 周年寫的文章——— 「一個老鍛工的歷史回顧」。講述了中國鍛工的傳統和祖技,曾引起許多讀者的興趣和關注,台灣的《鍛造》雜志和香港的《機械製造》雜志也都先後予以刊載。文章是以作者本人近40 年的親身經歷為主寫成的。現根據歷史文獻和出土文物,對中國的鍛造作一個更為久遠的追溯。鍛造和鑄造是人類最早掌握的金屬成形技術,更是現代各種金屬塑性成形方法的母體和基石,希望能夠再次引起大家對這一古老傳統技藝的重視。 在世界范圍內,發現最早的金屬製品是人類用天然銅鍛打的裝飾物,出土於伊拉克北部的一處遺址,是公元前9000 年~公元前8000 年的遺物。我國大約在距今6000 年前就有了用鍛造方法成形的黃金、紅銅等有色金屬製品,但那時的黃金和紅銅以及後來成為鋼鐵先驅的隕鐵,幾乎都是沒有經過人工冶煉的自然態金屬,數量稀少,性能單一。雖然後來有色金屬的冶煉和成形技術也隨著時間的推移而有所進步,但在青銅器出現之前,有色金屬製品的主流是用於飾品、禮器和少量生活用具,在促進社會生產力發展方面不佔主導地位。本文僅就以鋼鐵為代表的黑色金屬,對中國古代的鍛造做一粗淺的追溯。 1. 從「鍛」 字說起 在公元100 年~121 年間成書的古代文獻《說文解字》中,對「鍛」 字的解釋是: 鍛,小冶也。即鍛造是小型的冶煉,或說是冶煉中的一小部分。而在出土的同時代畫像磚上確實描繪了當時的冶金場面( 見圖1),三個持錘鍛工正在對一名掌鉗鍛工夾持的物體進行擊打,情景十分清晰。 對「鍛」 字的另一種寫法為「

⑶ 古代打鐵如何焊接

考古發現和文字記載都說明我國古代,都是熔焊,釺焊和壓焊的原初發明地之一。殷墟考古發現,遠在公元前1250年-公元前1192年的史稱殷高宗武丁時代,已發明了屬於熔焊的鑄焊技術。武丁的妃子,著名的南征北戰的女英雄婦好使用的鐵刃銅鉞,就是利用隕鐵和銅的鑄焊件。其表面銅與鐵的熔合線蜿蜒曲折,接合良好。
鑄焊是一種用范組合成鑄型進行進行澆注的方法對金屬進行鑄接,鑄焊,鑄鑲的操作。商代四羊尊既是鑄接技術製造的。春秋時期的蓮鶴方壺則是鑄焊技術製造的。曾侯乙墓出土的建鼓銅座上有許多盤龍,是分段釺焊連接起來的。
戰國時期製造的刀劍,刀刃為鋼,刀背為熟鐵,一般是經過加熱鍛焊而成的。中國古代鑄劍鼻祖歐冶子(約公元前514年左右),先後鑄造了龍泉,湛盧等五種寶劍,稍後干將莫邪鑄劍,魯迅先生寫的故事新編《眉間尺》的故事,就是從干將莫邪鑄劍衍生出來的。鍛焊或稱錘鍛是壓焊的一種。

⑷ 古代是如何煉銅,煉鐵的

古人最初採集銅礦石,是用於提煉純銅。純銅因為是紅色的,所以叫紅銅。紅銅雖然可鍛並能熔鑄工具,但質地不如石器堅硬和鋒利,製作出來的工具刀口容易鈍。同時,由於紅銅溶液粘稠,流動性差,所以難以澆鑄出造型復雜的大件容器。古人在提煉及使用紅銅工具過程中,發現將紅銅與錫、鉛等金屬熔融在一起,就能克服以上這些弱點,於是開始在紅銅中摻進定量的錫、鉛,煉制出一種青灰色的合金,這就是青銅。與紅銅相比,青銅有熔點低,易於鑄造;硬度大;融化後流動性好,少氣泡等優點,適於鑄造鋒利的刀刃和細密的紋飾。

青銅文化的出現和發展是建立在冶金設備的發展和完善基礎上的。先進的煉銅豎爐是青銅冶鑄業興起的基礎之一。從湖北大冶銅綠山發現的春秋時期的煉銅豎爐看,當時的豎爐由爐基、爐缸和爐身組成,在爐的前壁下部設有金門和出渣、出銅的孔洞,爐側還設有鼓風口,整體結構已相當先進。

在冶煉青銅的過程中,我國古代勞動人民還逐步發現了銅與錫、銅與鉛的配比的改變,能夠使煉制出來的青銅的屬性發生變化。青銅熔點低,加進的錫越多,熔點越低。同時隨著加錫量的增多,硬度也隨之增高,遠遠超過了紅銅的硬度。但是當加錫過多時,青銅反而變脆,容易斷裂。後來,人們又發現在青銅中加入定量的鉛,就能克服青銅較脆的弱點。通過反復的實踐,到春秋戰國時期,古人已經總結出配製青銅的合金規律。 戰國時代的《周禮•考工記》里對於鑄造各種青銅器物的合金配比,就有比較明確的記載:"金有六齊,六分其金而錫居其一,謂之鍾鼎之齊;五分其金而錫居其一,謂之斧斤之齊;四分其金而錫居其一,謂之戈戟之齊;三分其金而錫居一,謂之大刃之齊;五分其金而錫居二,謂之削殺矢之齊;金錫半,謂之鑒燧之齊。"這里的"金"是指青銅,"齊"是劑量的意思。

古代世界冶煉生鐵的技術最早發現於中亞,但是由於煉鐵爐過小,鼓風力弱,只能煉出海綿狀的塊煉鐵。從春秋晚期開始,中國在煉鐵技術上就開始獨領風騷,豎式煉鐵爐成了生鐵冶煉的主要設備。特別是到了漢代,國家專營的冶鐵作坊技藝精進,使生鐵得以大量生產。

高爐的鼓風設備叫「橐」(音tuó),是一隻皮製的鼓風機。這種橐,在漢代又作了進一步的改進,由皮革製作的風囊和木架構成,有入風口和排風口,把幾個橐連在一起的稱為排橐或排,它可以增大進風量,增強燃燒的火力,把爐溫迅速提高到煉鐵所需要的1200多度。最早,橐用人力畜力帶動。據史書記載,當時的煉鐵,需要上百匹馬拉動大型排橐鼓風,加上裝運礦石的成百上千的工人,真是人強馬壯。但是,無論人力還是畜力鼓風機都不能滿足日益發展的煉鐵的需要,煉鐵業呼喚更有力的鼓風機的出現,於是功率更強大的水力鼓風機——水排應運而生了。宋代的王禎在《農書》中詳細記載了水排的結構和工作原理,並繪圖說明。水排是在湍急的水流之濱豎立起的巨大的木輪,靠水流的沖擊力帶動木輪轉動,再由傳動機構帶動橐排的轉動,從而將強大的風吹入高爐。古代水力鼓風機所包括的動力機構、傳動機構和工作機構三部分已經達到相當完備的程度,製作技術和尺寸大小和中國高爐的規模相適應,舉世無匹。

鑄鐵柔化術是中國古代鋼鐵業的另一重大發明。鑄鐵煉制出來之後,因為性脆、缺乏韌性而不適合鍛造優良的鐵器。而適合鍛造鐵器的鑄鐵,因熱處理的溫度和方法的不同,分作白心可鍛鑄鐵和黑心可鍛鑄鐵兩種。白心可鍛鑄鐵具有比較高的硬度和強度,黑心可鍛鑄鐵具有較好的耐沖擊性。這種技術的關鍵是將普通鑄鐵長時間高溫加熱,使其中的化合碳發生變化,當碳的含量介於鑄鐵和鋼之間,其性質也隨之變化,具有較強的延展性並保持了一定的硬度。這種技術叫鑄鐵柔化術。

炒鐵是古代中國鋼鐵冶煉的重大發明,是一種簡便有效的煉鐵術。方法是把含碳量過高的可鍛鑄鐵加熱到半流體狀態,再和鐵礦石粉混和起來不斷「翻炒」,讓鑄鐵中所含碳元素不斷滲出、氧化,從而得到中碳鋼或低碳鋼。如果繼續炒下去,就得到含碳更低的熟鐵。這種方法始於西漢,東漢的《太平經》中就明確記載了炒鐵技術。

兩晉南北朝時,新的灌鋼技術興起了。這種方法是先將生鐵炒成熟鐵,然後同生鐵一起加熱,由於生鐵的熔點低,易於熔化,待生鐵熔化後,它便「灌」入熟鐵中,使熟鐵增碳而得到鋼。這樣,只要配好生熟鐵用量的比例,就能比較准確地控制鋼中含碳水平,再經過反復鍛打,就可以得到質地均勻的鋼材。這種方法比較容易掌握,工效提高較大,因此南北朝以後成為主要煉鋼方法。灌鋼技術在南北朝時已相當流行,這種方法是在炒鋼的實踐過程中逐步發展起來的。

⑸ 焊接的發展史

電焊是在19世紀末隨著電力工業的發展而發展起來的。
1885年俄國H.H.別納爾多斯發現了碳極電弧。
1887年美國E.湯姆森(Elihu Thomson)發明了用於薄板焊接的電阻焊。
20世紀初,手弧焊已進入實用階段。20年代美國製成了自動電弧焊機。
1930年美國發明了埋弧焊。
40年代和50年代初,鎢極和熔化極惰性氣體保護焊,以及二氧化碳氣體保護焊相繼在美國和蘇聯問世,促進了氣體保護電弧焊的應用和發展。
1951年蘇聯發明了電渣焊,成為大厚度焊件的高效焊接方法。
50年代中,超聲波焊、摩擦焊和擴散焊又相繼在美國和蘇聯問世。50年代末和60年代中出現的等離子弧焊、電子束焊和激光焊標志著高功率密度熔焊的發展,使得許多難以用其他方法焊接的材料和結構得以焊接。
如今電焊已廣泛用於機械、電子、建築、船舶、航天、航空、能源等各工業部門中。電焊鋼結構件的重量已佔世界鋼產量的約45%。鋁和鋁合金的焊接結構的比重也在不斷增加。展望未來,一方面是新的電焊方法、電焊設備和電焊用材料將得到進一步開發,焊接工藝性能和焊接質量將提高和改善;另一方面焊接過程的機械化自動化水平將會進一步提高,焊接機器人和焊接機械手將進一步推廣。[1]

⑹ 古代的鐵器是如何將原料鐵給提煉出來得

採用「炒鋼法」將原料鐵給提煉出來。

冶煉塊煉鐵,一般採用地爐、平地築爐和豎爐3種。我國在掌握塊煉鐵技術的不久,就煉出了含碳2%以上的液態生鐵,並用以鑄成工具。 戰國初期,我國已掌握了脫碳、熱處理技術方法,發明了韌性鑄鐵。戰國後期,又發明了可重復使用的「鐵范」(用鐵製成的鑄造金屬器物的空腹器)。

西漢時期,出現坩堝煉鐵法。同時,煉鐵豎爐規模進一步擴大。西漢時期還發明了「炒鋼法」,即利用生鐵「炒」成熟鐵或鋼的新工藝,產品稱為炒鋼。同時,還興起「百煉鋼」技術。東漢(公元25~220年),光武帝時,發明了水力鼓風爐,即「水排」。我國古代水排的發明,大約比歐洲早1100多年。

(6)古代中國是如何焊接金屬的擴展閱讀:

中國古代鋼鐵發展的特點與其他各國不同。世界上長期採用固態還原的塊煉鐵和固體滲碳鋼,而中國鑄鐵和生鐵煉鋼一直是主要方法。由於鑄鐵和生鐵煉鋼法的發明與發展,中國的冶金技術在明代中葉以前一直居世界先進水平。

19世紀下半葉清政府發展近代軍事工業,製造槍炮、戰艦,大量輸入西方國家生產的鋼鐵。1867年進口鋼約8250t,1885年約9萬t,1891年增加到170萬擔(約13萬t)。進口鋼逐漸佔領了中國的市場,使傳統的冶鐵業難以維持生產,而國內鋼鐵消耗量又不斷增加。因此近代鋼鐵工業的興起就成為時代的需要。

1871年(清同治十三年),直隸總督李鴻章、船政大臣沈葆楨請開煤鐵,以濟軍需,上允其請,命於直隸磁州、福建、台灣試辦。1875年,直隸磁州煤鐵礦向英國訂購熔鐵機器,因運道艱遠未能成交。此事表明,當時已開始注重舉辦新式鋼鐵事業。

⑺ 古代焊接技術除了中國,還有別的國家嗎

中國和他周邊的亞洲地區都受到中國文化影響,採用的是通過將金屬加熱後合成,然後再打造。而西方一直採用的冷鍛法,所以不可能有焊接技術

⑻ 古代沒有電焊,氣割之類的技術兵器是怎麼造出來。金屬部位是怎麼連接到一起的

在古代,兵器的製造是最為重要的事,主要表現在生計{如狩獵},戰爭{如維護}諸方面。所以,兵器的製造和研究改進不但是統治者的事,而且還是普通老百姓的事。在兵器製造上也採取了元坯打造,礦石冶煉澆注和鍛造,這幾種方法。元坯打造就是利用含鐵或者含銅量大的礦石,利用其原有的形狀,進行粗加工,如現在見到的墨榘石,黑燧石兵器。礦石冶煉澆注就是選出含銅,或者含鐵的礦石,經過冶煉,提出銅或者鐵,再做出范,進行澆注。現在見到的青銅兵器和鐵兵器就是這樣鑄造的。鍛造就是把提純的銅或者鐵加熱軟化錘打出兵器的模樣。在金屬部位的連接上採用溫差對接的方法,就是先澆注熔點高的一部分,然後澆注熔點的一部分,進行分次澆注。像在甘肅靈台出土的現藏中國軍事博物館的戰國銅柄鐵劍,就是我國發現的最早的分鑄的最早的兵器。

⑼ 焊接技術 金屬的熔合從此開始!

焊接,也稱作熔接、鎔接,是一種以加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬或其他熱塑性材料如塑料的製造工藝及技術。讓我們來了解焊接技術吧。




一、焊接技術

焊接技術就是高溫或高壓條件下,使用焊接材料(焊條或焊絲)將兩塊或兩塊以上的母材(待焊接的工件)連接成一個整體的操作方法。

焊接是通過加熱、加壓,或兩者並用,使同性或異性兩工件產生原子間結合的加工工藝和聯接方式。焊接應用廣泛,既可用於金屬,也可用於非金屬。

焊接技術是隨著金屬的應用而出現的,古代的焊接方法主要是鑄焊、釺焊和鍛焊。中國商朝製造的鐵刃銅鉞,就是鐵與銅的鑄焊件,其表面銅與鐵的熔合線蜿蜒曲折,接合良好。春秋戰國時期曾侯乙墓中的建鼓銅座上有許多盤龍,是分段釺焊連接而成的。經分析,所用的與現代軟釺料成分相近。

戰國時期製造的刀劍,刀刃為鋼,刀背為熟鐵,一般是經過加熱鍛焊而成的。據明朝宋應星所著《天工開物》一書記載:中國古代將銅和鐵一起入爐加熱,經鍛打製造刀、斧;用黃泥或篩細的陳久壁土撒在介面上,分段煅焊大型船錨。中世紀,在敘利亞大馬士革也曾用鍛焊製造兵器。

古代焊接技術長期停留在鑄焊、鍛焊和釺焊的水平上,使用的熱源都是爐火,溫度低、能量不集中,無法用於大截面、長焊縫工件的焊接,只能用以製作裝飾品、簡單的工具和武器。

19世紀初,英國的戴維斯發現電弧和氧乙炔焰兩種能局部熔化金屬的高溫熱源;1885~1887年,俄國的別納爾多斯發明碳極電弧焊鉗;1900年又出現了鋁熱焊。

20世紀初,碳極電弧焊和氣焊得到應用,同時還出現了薄葯皮焊條電弧焊。電弧比較穩定,焊接熔池受到熔渣保護,焊接質量得到提高,使手工電弧焊進入實用階段,電弧焊從20年代起成為一種重要的焊接方法。

在此期間,美國的諾布爾利用電弧電壓控制焊條送給速度,製成自動電弧焊機,從而成為焊接機械化、自動化的開端。1930年美國的羅賓諾夫發明使用焊絲和焊劑的埋弧焊,焊接機械化得到進一步發展。40年代,為適應鋁、鎂合金和合金鋼焊接的需要,鎢極和熔化極惰性氣體保護焊相繼問世。




二、焊接技術要求

1、焊接時焊縫要求平滑,不得有氣孔夾渣等焊接缺陷,發現缺陷及時修補。焊縫高度一般與鋼板接近,採用斷續焊時,焊縫長度及間隔應均勻一致。

2、製作件要求密封連續焊接時,要求焊縫處不得出現氣孔沙眼現象。

3、焊接時要求焊縫高度不能小於母材(焊件)的厚度。不同厚度的母材(焊件)焊接時,焊縫高度不能小於最薄母材(焊件)厚度。

焊接過程中控制變形的主要措施:

1、採用反變形

2、採用小錘錘擊中間焊道

3、採用合理的焊接順序

4、利用工卡具剛性固定

5、分析回彈常數。




通過以上介紹的焊接技術及要求,你是否了解焊接技術的歷史了呢?

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