① 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。
② 铜与铜焊结方法
铜与铜焊接方法一般有如下几种焊接方法:
1,火焰 焊接,这个也是比较传统的焊接方式, 也是很灵活的一种焊接方式,比较有代表性的空调铜管接头焊接用火焰钎焊低温磷铜焊丝焊接即可。
2,氩弧焊接,这种是适合有氩弧焊条件的焊接的,不管是紫铜还是黄铜,都可以统一用黄铜氩弧焊丝焊接,也就是说黄铜氩弧焊丝是可以焊接紫铜也可以焊接黄铜的,也可以焊接紫铜与黄铜异种金属焊接,当然了不是用的黄铜气焊的焊丝呢,黄铜的气焊焊丝是不可以用于氩弧焊接的,这个一定要搞清楚了。
③ 铜焊铜技术是啥原理
铜与铜焊接是物理变化,属于熔焊——加热欲接合之工件使之局部熔化形成熔池,熔池冷却凝固后便接合,必要时可加入熔填物辅助;
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。 焊接通过下列三种途径达成接合的目的:
焊接通过下列三种途径达成接合的目的:
1、熔焊——加热欲接合之工件使之局部熔化形成熔池,熔池冷却凝固后便接合,必要时可加入熔填物辅助;
2、压焊——焊接过程必须对焊件施加压力
3、钎焊——采用比母材熔点低的金属材料做钎料,利用液态钎料润湿母材,填充间隙,并与母材互相扩散实现链接焊件
现代焊接的能量来源有很多种,包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。除了在工厂中使用外,焊接还可以在多种环境下进行,如野外、水下和太空。无论在何处,焊接都可能给操作者带来危险,所以在进行焊接时必须采取适当的防护措施。焊接给人体可能造成的伤害包括烧伤、触电、视力损害、吸入有毒气体、紫外线照射过度等。
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④ 红铜之间用锡如何焊接
红铜之间用锡焊焊接最好是配合助焊剂WEWELDING M51焊丝和M51-F焊剂焊接,可以事先将2毫米厚度的铜片和铜块上分别焊接上一层M51的焊层,然后将两者重叠在一起受热,然后如果需要将四周也焊接起来就用焊丝沾焊剂涂于焊接部位,完全靠母体热传导融化焊丝成型,这样焊接出来的焊口是非常光滑的。
⑤ 为什么红铜很难焊接
红铜也就是紫铜并不是很难焊的。焊接紫铜的方法有气焊、手工碳弧焊、手工电弧焊和手工氩弧焊等方法,大型结构也可采用自动焊。
1.紫铜的气焊
焊接紫铜最常用的是对接接头,搭接接头和丁字接头尽量少采用。气焊可采用两种焊丝,一种是含有脱氧元素的焊丝,如丝201、202;另一种是一般的紫铜丝和母材的切条,采用气剂301作助熔剂。气焊紫铜时应采用中性焰。
2.紫铜的手工电弧焊
在手工电弧焊时采用紫铜焊条铜107,焊芯为紫铜(T2、T3)。焊前应清理焊接处边缘。焊件厚度大于4毫米时,焊前必须预热,预热温度一般在400~500℃左右。用铜107焊条焊接,电源应采用直流反接。
焊接时应当用短弧,焊条不宜作横向摆动。焊条作往复的直线运动,可以改善焊缝的成形。长焊缝应采用逐步退焊法。焊接速度应尽量快些。多层焊时,必须彻底清除层间的熔渣。
焊接应在通风良好的场所进行,以防止铜中毒现象。焊后应用平头锤敲击焊缝,消除应力和改善焊缝质量。
3.紫铜的手工氩弧焊
在紫铜手工氩弧焊时,采用的焊丝有丝201(特制紫铜焊丝)和丝202,也采用紫铜丝,如T2。 焊前应对工件焊接边缘和焊丝表面的氧化膜、油等脏物都必须清理干净,避免产生气孔、夹渣等缺陷。清理的方法有机械清理法和化学清理法。
对接接头板厚小于3毫米时,不开坡口;板厚为3~10毫米时, 开V型坡口,坡口角度为60~70º; 板厚大于10毫米时,开X型坡口,坡口角度为60~70º;为避免未焊透,一般不留钝边。根据板厚和坡口尺寸,对接接头的装配间隙在0.5~1.5毫米范围内选取。 紫铜手工氩弧焊,通常是采用直流正接,即钨极接负极。为了消除气孔,保证焊缝根部可靠的熔合和焊透,必须提高焊接速度,减少氩气消耗量,并预热焊件。板厚小于3毫米时,预热温度为150~300℃;板厚大于3毫米时,预热温度为350~500℃。预热温度不宜过高,否则使焊接接头的机械性能降低。
4、还有紫铜的碳弧焊,碳弧焊使用的电极有碳精电极和石墨电极。紫铜碳弧焊所用的焊丝和气焊时一样,也可用母材剪条,可用气焊紫铜的助熔剂,如气剂301等。
⑥ 出土的古代青铜器有焊接点是怎么回事,古代就有焊接技术吗
有焊接技术,如秦始皇兵马俑出土的铜车马,经研究发现制作时就采用了焊接技术。采用的是钎焊方法。
⑦ 谁能给普及一下古代铜器的有关焊接方面的知识
古代铜器应该是以青铜器居多,大多出现的是腐蚀磨损,裂纹,破洞,这些修复根据焊接要求可以选用不铜的焊接办法,比如在一些肉眼见不着的部位的修复的话,可以用WE53液化气喷枪,配合超低温的M51焊丝和M51-F的焊剂可以很容易修复,这种操作比较适合新手,遗憾的是这种有颜色上的差异
如果是可见度高的部位的焊接,如裂纹,破洞的话,可能需要配合颜色一致的威欧丁青铜焊丝VOD204SN,这种采用TIG氩弧焊焊接,焊接出来颜色是最接近,承受的力度大,需要专业的氩弧焊手法。
这些威欧丁焊接以前讲解过
⑧ 红铜焊接材料
红铜焊接材料可以用纯铜氩弧焊丝威欧丁204,或者204m的熔化极气体保护焊,这两种方式是204焊接小一些体力的红铜,204m是焊接大一些体积的红铜。
⑨ 铜怎么焊接
1、铜的焊接方法常规可以归纳为钎焊和熔焊接。2、软钎焊是使用熔点不超过450℃的钎料,通过加热到低于母材熔点而高于钎料熔点的软钎焊温度而实现连接的一类连接方法。3、硬钎焊是用火焰焊接,依靠毛细作用使接缝填满钎料。有许多不同种类的硬钎料合金,可以用来焊接几乎任何种类的金属或金属合金。
1、铜的焊接方法常规可以归纳为钎焊和熔焊接。
2、软钎焊是使用熔点不超过450℃的钎料,通过加热到低于母材熔点而高于钎料熔点的软钎焊温度而实现连接的一类连接方法。
3、硬钎焊是用火焰焊接,依靠毛细作用使接缝填满钎料。有许多不同种类的硬钎料合金,可以用来焊接几乎任何种类的金属或金属合金。
4、熔焊是指焊接过程中,将焊接接头在高温等的作用下至熔化状态。由于被焊工件是紧密贴在一起的,在温度场、重力等的作用下,不加压力,两个工件熔化的融液会发生混合现象。
注意事项:
1、采取多层多道以及窄焊道薄焊层的焊接方法,厚板焊接结构在焊接过程中应采取多层多道、窄焊道薄层的焊接方法,在平焊、横焊、仰焊位置焊接时应禁止电弧摆动,立焊时应严格控制焊枪摆动幅度,一般焊枪的摆动幅度应控制在20mm范围内,焊枪的倾角限制为土30°,焊接过程中还要严格控制各层之间的熔敷金属量,且单道焊缝厚度要求不大于4mm,以保证焊缝和热影响区的金属的组织性能符合要求,保证焊接接头的冷弯和抗冲击性能良好。
2、焊缝应分段或交错焊,焊接时要注意观察坡口边熔化情况,避免产生咬边和未熔合缺陷,长度大的焊缝应分段、交错焊接。
3、控制层间温度,为降低冷却速度,促使扩散氢逸出,防止产生裂纹,焊接过程中要注意控制层间温度,层间温度的控制要根据材料的不同而不同,例如Q345或Q235特厚板材的层间温度应控制在150摄氏度-200摄氏度范围内。
4、控制焊接热输入:焊接过程中应严格控制焊接热输入,在保证熔合良好的情况下,尽量采用小焊接电流、慢速焊、以减少母材的熔深,并避免产生夹渣及未熔合缺陷。
5、连续施焊:同一焊缝应连续施焊一次完成,特殊情况下,不能一次完成时应进行焊后缓冷,再次焊接前必须重新进行预热。
6、预热:禁止在母材上焊接临时设施及连接板等,如果必须焊接,在焊前按照正式焊接要求,对母材进行预热,预热温度根据材料的不同而不同,在割除临时设施时,也必须进行与焊接工艺相同的预热温度,避免伤及母材,如果发生伤及母材的情况,必须及时进行补焊,
并打磨成圆滑过渡的状况。
7、缺陷的反修:焊接过程中若发现裂纹、未熔合、夹渣、气孔等缺陷时,应采取措施清除缺陷,在确认缺陷已经被清除后方可继续焊接,但对于缺陷返修时,同一部位补焊次数不得多于3次。
8、焊后热处理:焊接完毕后,立即进行焊后热处理,焊后热处理的温度应根据材料的不同加以制定和选择,对于Q345或Q235特厚钢板不小于0.5h且整个后热的时间不小于1h来确定,焊后热处理完成后,应用石棉或其它保温材料覆盖在焊缝上,使焊缝保温并缓冷至室温。
9、消除应力退火:为了降低焊接残余应力,改善焊缝和热影响区 的组织和性能,焊后应对焊件进行退火处理,退火处理的温度也应根据材料的不同而不同,Q345或Q235特厚板材可在550-600摄氏度下进行消除应力退火、进炉和出炉时温度应在300摄氏度以下。