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古代中国是如何焊接金属的

发布时间:2022-03-04 17:06:26

⑴ 古代的人们是如何学会炼铁的

中国古代的人们炼铁的方法是:铁矿石---(1100-1200炉温)--生铁--(锻打)--钢--(锻打)--熟铁 。


中国人从东汉开始进入铁器时代,之前有过少量的铁器,很难弄清是自己炼造,还是舶来品。无论如何,中国在汉朝掌握了炼铁法,从东汉开始,青铜正式退出舞台。
但中国的炼铁法和世界其他地方完全不同,大量采用生铁制品,炼铁方法是:用1100-1200度炉温,把铁矿石融化,流出后成为铸铁。铸铁质地坚硬,但很脆,实际使用很困难,不论是做兵器还是铁器,都不好使。但中国人没有别得选择,只能使用这种制品。如果想得到一块钢,怎么办?只有一个办法---锻打!

这就是中国古代的炼铁方法,这种从生铁锻打的到钢的办法,费时费力,产量极低,曹操为了造五把百炼钢刀,花了三年的时间。如果使用块连法做渗碳钢,不仅时间上大大节省,而是质量更好,成本也低得多。但中国人根本就不会使用块连法和制造渗碳钢。

⑵ 古代是如何而炼制金属

根据历史资料和出土文物论述了中国古代锻造的内涵,指出了现行技术资料中的失真之处,提出了新的鉴别古代锻件的方法,把历史学者界定的中国使用钢的年代向前推进了若干年。 2000 年,《机械工人》( 热加工) 第3 、4 期连载了一篇为纪念《机械工人》杂志创刊50 周年写的文章——— “一个老锻工的历史回顾”。讲述了中国锻工的传统和祖技,曾引起许多读者的兴趣和关注,台湾的《锻造》杂志和香港的《机械制造》杂志也都先后予以刊载。文章是以作者本人近40 年的亲身经历为主写成的。现根据历史文献和出土文物,对中国的锻造作一个更为久远的追溯。锻造和铸造是人类最早掌握的金属成形技术,更是现代各种金属塑性成形方法的母体和基石,希望能够再次引起大家对这一古老传统技艺的重视。 在世界范围内,发现最早的金属制品是人类用天然铜锻打的装饰物,出土于伊拉克北部的一处遗址,是公元前9000 年~公元前8000 年的遗物。我国大约在距今6000 年前就有了用锻造方法成形的黄金、红铜等有色金属制品,但那时的黄金和红铜以及后来成为钢铁先驱的陨铁,几乎都是没有经过人工冶炼的自然态金属,数量稀少,性能单一。虽然后来有色金属的冶炼和成形技术也随着时间的推移而有所进步,但在青铜器出现之前,有色金属制品的主流是用于饰品、礼器和少量生活用具,在促进社会生产力发展方面不占主导地位。本文仅就以钢铁为代表的黑色金属,对中国古代的锻造做一粗浅的追溯。 1. 从“锻” 字说起 在公元100 年~121 年间成书的古代文献《说文解字》中,对“锻” 字的解释是: 锻,小冶也。即锻造是小型的冶炼,或说是冶炼中的一小部分。而在出土的同时代画像砖上确实描绘了当时的冶金场面( 见图1),三个持锤锻工正在对一名掌钳锻工夹持的物体进行击打,情景十分清晰。 对“锻” 字的另一种写法为“

⑶ 古代打铁如何焊接

考古发现和文字记载都说明我国古代,都是熔焊,钎焊和压焊的原初发明地之一。殷墟考古发现,远在公元前1250年-公元前1192年的史称殷高宗武丁时代,已发明了属于熔焊的铸焊技术。武丁的妃子,著名的南征北战的女英雄妇好使用的铁刃铜钺,就是利用陨铁和铜的铸焊件。其表面铜与铁的熔合线蜿蜒曲折,接合良好。
铸焊是一种用范组合成铸型进行进行浇注的方法对金属进行铸接,铸焊,铸镶的操作。商代四羊尊既是铸接技术制造的。春秋时期的莲鹤方壶则是铸焊技术制造的。曾侯乙墓出土的建鼓铜座上有许多盘龙,是分段钎焊连接起来的。
战国时期制造的刀剑,刀刃为钢,刀背为熟铁,一般是经过加热锻焊而成的。中国古代铸剑鼻祖欧冶子(约公元前514年左右),先后铸造了龙泉,湛卢等五种宝剑,稍后干将莫邪铸剑,鲁迅先生写的故事新编《眉间尺》的故事,就是从干将莫邪铸剑衍生出来的。锻焊或称锤锻是压焊的一种。

⑷ 古代是如何炼铜,炼铁的

古人最初采集铜矿石,是用于提炼纯铜。纯铜因为是红色的,所以叫红铜。红铜虽然可锻并能熔铸工具,但质地不如石器坚硬和锋利,制作出来的工具刀口容易钝。同时,由于红铜溶液粘稠,流动性差,所以难以浇铸出造型复杂的大件容器。古人在提炼及使用红铜工具过程中,发现将红铜与锡、铅等金属熔融在一起,就能克服以上这些弱点,于是开始在红铜中掺进定量的锡、铅,炼制出一种青灰色的合金,这就是青铜。与红铜相比,青铜有熔点低,易于铸造;硬度大;融化后流动性好,少气泡等优点,适于铸造锋利的刀刃和细密的纹饰。

青铜文化的出现和发展是建立在冶金设备的发展和完善基础上的。先进的炼铜竖炉是青铜冶铸业兴起的基础之一。从湖北大冶铜绿山发现的春秋时期的炼铜竖炉看,当时的竖炉由炉基、炉缸和炉身组成,在炉的前壁下部设有金门和出渣、出铜的孔洞,炉侧还设有鼓风口,整体结构已相当先进。

在冶炼青铜的过程中,我国古代劳动人民还逐步发现了铜与锡、铜与铅的配比的改变,能够使炼制出来的青铜的属性发生变化。青铜熔点低,加进的锡越多,熔点越低。同时随着加锡量的增多,硬度也随之增高,远远超过了红铜的硬度。但是当加锡过多时,青铜反而变脆,容易断裂。后来,人们又发现在青铜中加入定量的铅,就能克服青铜较脆的弱点。通过反复的实践,到春秋战国时期,古人已经总结出配制青铜的合金规律。 战国时代的《周礼•考工记》里对于铸造各种青铜器物的合金配比,就有比较明确的记载:"金有六齐,六分其金而锡居其一,谓之钟鼎之齐;五分其金而锡居其一,谓之斧斤之齐;四分其金而锡居其一,谓之戈戟之齐;三分其金而锡居一,谓之大刃之齐;五分其金而锡居二,谓之削杀矢之齐;金锡半,谓之鉴燧之齐。"这里的"金"是指青铜,"齐"是剂量的意思。

古代世界冶炼生铁的技术最早发现于中亚,但是由于炼铁炉过小,鼓风力弱,只能炼出海绵状的块炼铁。从春秋晚期开始,中国在炼铁技术上就开始独领风骚,竖式炼铁炉成了生铁冶炼的主要设备。特别是到了汉代,国家专营的冶铁作坊技艺精进,使生铁得以大量生产。

高炉的鼓风设备叫“橐”(音tuó),是一只皮制的鼓风机。这种橐,在汉代又作了进一步的改进,由皮革制作的风囊和木架构成,有入风口和排风口,把几个橐连在一起的称为排橐或排,它可以增大进风量,增强燃烧的火力,把炉温迅速提高到炼铁所需要的1200多度。最早,橐用人力畜力带动。据史书记载,当时的炼铁,需要上百匹马拉动大型排橐鼓风,加上装运矿石的成百上千的工人,真是人强马壮。但是,无论人力还是畜力鼓风机都不能满足日益发展的炼铁的需要,炼铁业呼唤更有力的鼓风机的出现,于是功率更强大的水力鼓风机——水排应运而生了。宋代的王祯在《农书》中详细记载了水排的结构和工作原理,并绘图说明。水排是在湍急的水流之滨竖立起的巨大的木轮,靠水流的冲击力带动木轮转动,再由传动机构带动橐排的转动,从而将强大的风吹入高炉。古代水力鼓风机所包括的动力机构、传动机构和工作机构三部分已经达到相当完备的程度,制作技术和尺寸大小和中国高炉的规模相适应,举世无匹。

铸铁柔化术是中国古代钢铁业的另一重大发明。铸铁炼制出来之后,因为性脆、缺乏韧性而不适合锻造优良的铁器。而适合锻造铁器的铸铁,因热处理的温度和方法的不同,分作白心可锻铸铁和黑心可锻铸铁两种。白心可锻铸铁具有比较高的硬度和强度,黑心可锻铸铁具有较好的耐冲击性。这种技术的关键是将普通铸铁长时间高温加热,使其中的化合碳发生变化,当碳的含量介于铸铁和钢之间,其性质也随之变化,具有较强的延展性并保持了一定的硬度。这种技术叫铸铁柔化术。

炒铁是古代中国钢铁冶炼的重大发明,是一种简便有效的炼铁术。方法是把含碳量过高的可锻铸铁加热到半流体状态,再和铁矿石粉混和起来不断“翻炒”,让铸铁中所含碳元素不断渗出、氧化,从而得到中碳钢或低碳钢。如果继续炒下去,就得到含碳更低的熟铁。这种方法始于西汉,东汉的《太平经》中就明确记载了炒铁技术。

两晋南北朝时,新的灌钢技术兴起了。这种方法是先将生铁炒成熟铁,然后同生铁一起加热,由于生铁的熔点低,易于熔化,待生铁熔化后,它便“灌”入熟铁中,使熟铁增碳而得到钢。这样,只要配好生熟铁用量的比例,就能比较准确地控制钢中含碳水平,再经过反复锻打,就可以得到质地均匀的钢材。这种方法比较容易掌握,工效提高较大,因此南北朝以后成为主要炼钢方法。灌钢技术在南北朝时已相当流行,这种方法是在炒钢的实践过程中逐步发展起来的。

⑸ 焊接的发展史

电焊是在19世纪末随着电力工业的发展而发展起来的。
1885年俄国H.H.别纳尔多斯发现了碳极电弧。
1887年美国E.汤姆森(Elihu Thomson)发明了用于薄板焊接的电阻焊。
20世纪初,手弧焊已进入实用阶段。20年代美国制成了自动电弧焊机。
1930年美国发明了埋弧焊。
40年代和50年代初,钨极和熔化极惰性气体保护焊,以及二氧化碳气体保护焊相继在美国和苏联问世,促进了气体保护电弧焊的应用和发展。
1951年苏联发明了电渣焊,成为大厚度焊件的高效焊接方法。
50年代中,超声波焊、摩擦焊和扩散焊又相继在美国和苏联问世。50年代末和60年代中出现的等离子弧焊、电子束焊和激光焊标志着高功率密度熔焊的发展,使得许多难以用其他方法焊接的材料和结构得以焊接。
如今电焊已广泛用于机械、电子、建筑、船舶、航天、航空、能源等各工业部门中。电焊钢结构件的重量已占世界钢产量的约45%。铝和铝合金的焊接结构的比重也在不断增加。展望未来,一方面是新的电焊方法、电焊设备和电焊用材料将得到进一步开发,焊接工艺性能和焊接质量将提高和改善;另一方面焊接过程的机械化自动化水平将会进一步提高,焊接机器人和焊接机械手将进一步推广。[1]

⑹ 古代的铁器是如何将原料铁给提炼出来得

采用“炒钢法”将原料铁给提炼出来。

冶炼块炼铁,一般采用地炉、平地筑炉和竖炉3种。我国在掌握块炼铁技术的不久,就炼出了含碳2%以上的液态生铁,并用以铸成工具。 战国初期,我国已掌握了脱碳、热处理技术方法,发明了韧性铸铁。战国后期,又发明了可重复使用的“铁范”(用铁制成的铸造金属器物的空腹器)。

西汉时期,出现坩埚炼铁法。同时,炼铁竖炉规模进一步扩大。西汉时期还发明了“炒钢法”,即利用生铁“炒”成熟铁或钢的新工艺,产品称为炒钢。同时,还兴起“百炼钢”技术。东汉(公元25~220年),光武帝时,发明了水力鼓风炉,即“水排”。我国古代水排的发明,大约比欧洲早1100多年。

(6)古代中国是如何焊接金属的扩展阅读:

中国古代钢铁发展的特点与其他各国不同。世界上长期采用固态还原的块炼铁和固体渗碳钢,而中国铸铁和生铁炼钢一直是主要方法。由于铸铁和生铁炼钢法的发明与发展,中国的冶金技术在明代中叶以前一直居世界先进水平。

19世纪下半叶清政府发展近代军事工业,制造枪炮、战舰,大量输入西方国家生产的钢铁。1867年进口钢约8250t,1885年约9万t,1891年增加到170万担(约13万t)。进口钢逐渐占领了中国的市场,使传统的冶铁业难以维持生产,而国内钢铁消耗量又不断增加。因此近代钢铁工业的兴起就成为时代的需要。

1871年(清同治十三年),直隶总督李鸿章、船政大臣沈葆桢请开煤铁,以济军需,上允其请,命于直隶磁州、福建、台湾试办。1875年,直隶磁州煤铁矿向英国订购熔铁机器,因运道艰远未能成交。此事表明,当时已开始注重举办新式钢铁事业。

⑺ 古代焊接技术除了中国,还有别的国家吗

中国和他周边的亚洲地区都受到中国文化影响,采用的是通过将金属加热后合成,然后再打造。而西方一直采用的冷锻法,所以不可能有焊接技术

⑻ 古代没有电焊,气割之类的技术兵器是怎么造出来。金属部位是怎么连接到一起的

在古代,兵器的制造是最为重要的事,主要表现在生计{如狩猎},战争{如维护}诸方面。所以,兵器的制造和研究改进不但是统治者的事,而且还是普通老百姓的事。在兵器制造上也采取了元坯打造,矿石冶炼浇注和锻造,这几种方法。元坯打造就是利用含铁或者含铜量大的矿石,利用其原有的形状,进行粗加工,如现在见到的墨榘石,黑燧石兵器。矿石冶炼浇注就是选出含铜,或者含铁的矿石,经过冶炼,提出铜或者铁,再做出范,进行浇注。现在见到的青铜兵器和铁兵器就是这样铸造的。锻造就是把提纯的铜或者铁加热软化锤打出兵器的模样。在金属部位的连接上采用温差对接的方法,就是先浇注熔点高的一部分,然后浇注熔点的一部分,进行分次浇注。像在甘肃灵台出土的现藏中国军事博物馆的战国铜柄铁剑,就是我国发现的最早的分铸的最早的兵器。

⑼ 焊接技术 金属的熔合从此开始!

焊接,也称作熔接、镕接,是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。让我们来了解焊接技术吧。




一、焊接技术

焊接技术就是高温或高压条件下,使用焊接材料(焊条或焊丝)将两块或两块以上的母材(待焊接的工件)连接成一个整体的操作方法。

焊接是通过加热、加压,或两者并用,使同性或异性两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛,既可用于金属,也可用于非金属。

焊接技术是随着金属的应用而出现的,古代的焊接方法主要是铸焊、钎焊和锻焊。中国商朝制造的铁刃铜钺,就是铁与铜的铸焊件,其表面铜与铁的熔合线蜿蜒曲折,接合良好。春秋战国时期曾侯乙墓中的建鼓铜座上有许多盘龙,是分段钎焊连接而成的。经分析,所用的与现代软钎料成分相近。

战国时期制造的刀剑,刀刃为钢,刀背为熟铁,一般是经过加热锻焊而成的。据明朝宋应星所著《天工开物》一书记载:中国古代将铜和铁一起入炉加热,经锻打制造刀、斧;用黄泥或筛细的陈久壁土撒在接口上,分段煅焊大型船锚。中世纪,在叙利亚大马士革也曾用锻焊制造兵器。

古代焊接技术长期停留在铸焊、锻焊和钎焊的水平上,使用的热源都是炉火,温度低、能量不集中,无法用于大截面、长焊缝工件的焊接,只能用以制作装饰品、简单的工具和武器。

19世纪初,英国的戴维斯发现电弧和氧乙炔焰两种能局部熔化金属的高温热源;1885~1887年,俄国的别纳尔多斯发明碳极电弧焊钳;1900年又出现了铝热焊。

20世纪初,碳极电弧焊和气焊得到应用,同时还出现了薄药皮焊条电弧焊。电弧比较稳定,焊接熔池受到熔渣保护,焊接质量得到提高,使手工电弧焊进入实用阶段,电弧焊从20年代起成为一种重要的焊接方法。

在此期间,美国的诺布尔利用电弧电压控制焊条送给速度,制成自动电弧焊机,从而成为焊接机械化、自动化的开端。1930年美国的罗宾诺夫发明使用焊丝和焊剂的埋弧焊,焊接机械化得到进一步发展。40年代,为适应铝、镁合金和合金钢焊接的需要,钨极和熔化极惰性气体保护焊相继问世。




二、焊接技术要求

1、焊接时焊缝要求平滑,不得有气孔夹渣等焊接缺陷,发现缺陷及时修补。焊缝高度一般与钢板接近,采用断续焊时,焊缝长度及间隔应均匀一致。

2、制作件要求密封连续焊接时,要求焊缝处不得出现气孔沙眼现象。

3、焊接时要求焊缝高度不能小于母材(焊件)的厚度。不同厚度的母材(焊件)焊接时,焊缝高度不能小于最薄母材(焊件)厚度。

焊接过程中控制变形的主要措施:

1、采用反变形

2、采用小锤锤击中间焊道

3、采用合理的焊接顺序

4、利用工卡具刚性固定

5、分析回弹常数。




通过以上介绍的焊接技术及要求,你是否了解焊接技术的历史了呢?

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