Что такое металлообработка?
Металлообработка - это процесс формования металлов для создания полезных инструментов, предметов, деталей оборудования и конструкций. Проекты металлообработки обычно подпадают под категории формования, резки и соединения и могут включать в себя такие методы, как резка, сварка, литье и формование. Материалы, используемые для металлообработки, включают черные и цветные металлы, такие как сталь, алюминий, золото, серебро, бронза, железо и другие.
История металлообработки
На протяжении тысячелетий драгоценные металлы перерабатывались в предметы и ценились древними цивилизациями, от фараонов в Египте до майя в Северной Америке. Самым древним известным свидетельством металлообработки является медный кулон, найденный в Ираке и датируемый 8700 годом до нашей эры.
Обработка металла была для цивилизаций способом передачи статуса, религиозных верований и символики с помощью артефактов, а также практическим способом изготовления инструментов и конструкций. Этим занимались ремесленники, кузнецы, алхимики, подрядчики и многие другие по всему миру, все они специализируются на различных аспектах металлообработки. Многие древние методы кузнечного дела по металлу используются до сих пор, от пайки до сварки .
Металлические руды добывались из земли на протяжении тысячелетий, что придавало большое значение работникам по металлу как источнику извлекаемых металлов. Например, вы можете извлекать железо из богатого минералами песка и добывать драгоценные металлы, такие как серебро, из недр земли. В наше время металлы стали еще более важными для человечества, а также благодаря достижениям в области технологий и транспорта. Металлообработка окружает нас повсюду, от производства электроники до автомобилей.
Технологии металлообработки
Методами металлообработки создается все, от небольших декоративных предметов до крупномасштабных конструкций. Хотя многие методы металлообработки для разных материалов будут схожими, свойства металла, с которым вы работаете, сильно повлияют на вашу работу и желаемый конечный результат.
Резка
При резке материал удаляется из металла с помощью фрезерования, фрезерования, токарной обработки и таких технологий, как станки с ЧПУ (числовым программным управлением). Плазменные резаки - это газовые горелки, работающие на аргоне и водороде, которые удаляют материал и проделывают отверстия в металле. Резка часто используется в цехах металлообработки, ремонта автомобилей и строительства.
Сплавление
Сплавление - это процесс объединения нескольких кусков металла с помощью высокой температуры посредством сварки или пайки. Сварка - это производственный процесс, в котором для соединения черных и цветных металлов используется сварочный аппарат, который хорошо подходит для более крупных проектов. Пайка - это процесс соединения, используемый для сплавления различных типов драгоценных металлов путем расплавления припоя, который хорошо подходит для небольших проектов. По мере развития металлообработки продолжают развиваться новые технологии.
Формование
Формование - это процесс изменения формы и изготовления металлических предметов без добавления или удаления какого-либо материала. Этот процесс возможен благодаря сочетанию тепла и давления. И ковка, и гибка являются важными методами формования металла. При ковке металл нагревается в кузнице, затем ударяется молотком и сгибается в желаемую форму. Чтобы придать металлу изгиб, нагрейте его в горне, затем подержите над рогом наковальни и ударьте по нему молотком, чтобы придать желаемый изгиб. Английское колесо - это инструмент, который позволяет слесарям легко придавать форму холодным материалам, таким как алюминий или сталь.
Литье металла
Литье металла - это процесс металлообработки, который можно проследить примерно с 4000 года до нашей эры, и он до сих пор используется для изготовления скульптур, инструментов и ювелирных изделий. Кузнецы по металлу заливают расплавленные металлы в полости, сформованные в камне, гипсе, песке и даже кости с тех пор, как мы научились плавить металлы. Литье металла экономично с точки зрения затрат времени, и это дает вам возможность изготавливать несколько изделий из одного и того же материала.
Распространенными методами литья металла являются литье по выплавляемым моделям из воска и песка. Литье по выплавляемым моделям включает вырезание или придание формы изделию из воска, создание вокруг него гипсовой формы, затем выжигание воска. При литье в песчаные формы используется песок в качестве материала формы. Песок смешивается со связующим веществом, таким как глина, и затворяется. Затем расплавленный металл заливается в форму для создания твердого объекта.
Процессы и методы резки
Металлы необходимо резать и разделять на протяжении всего процесса металлообработки для создания конструкций, изготовления инструментов и многого другого. Для металлообработки доступно множество методов резки металла, от использования простых ручных инструментов до множества более совершенных станков и оборудования.
Фрезерование
Фрезерование - это процесс удаления точного количества материала из заготовки большего размера. Фрезерный станок вращает режущий инструмент и приводит его в соприкосновение с обрабатываемой деталью. Фрезерный и токарный станки являются краеугольными камнями любого механического цеха и позволяют изготавливать изделия с высокой точностью, повторяемостью выполнения.
Токарная обработка
Токарная обработка - это процесс механической обработки, при котором режущий инструмент движется линейно, в то время как заготовка вращается, стратегически удаляя материал из детали. Материал может удаляться как по глубине, так и по ширине заготовки. Токарные станки традиционно используются при токарной обработке в качестве ведущего основного станкостроительного инструмента. По мере развития технологий станки с ЧПУ также используются для более автоматизированного процесса.
Шлифование
При шлифовании используется абразивный процесс для удаления материала с заготовки, обычно на завершающих этапах металлообработки. Шлифовальные станки варьируются от ручных угловых шлифовальных машин до настольных шлифовальных станков и более совершенных станков с ЧПУ. Размеры и точность этих станков могут значительно варьироваться. Шлифование обеспечивает очень тонкую отделку и точные разрезы с помощью абразивного круга, изготовленного из камня, алмазов или неорганических материалов.
Сверление
При сверлении создаются отверстия в металле с помощью сверлильного станка, ручной дрели или станка с ЧПУ. Обязательно смазывайте биты смазочно-охлаждающей жидкостью, чтобы продлить срок службы инструмента и предотвратить перегрев. Это обеспечивает ровное и точное отверстие, а также предотвращает дребезжание или небезопасное сверление.
Процессы и методы объединения
Для соединения металлов используются тепло и давление, чтобы создать более крупную деталь или построить конструкцию. Сварка и клепка - отличные методы соединения для крупных проектов, требующих большого веса, в то время как пайка - это процесс соединения небольших материалов, таких как ювелирные изделия и скульптурные объекты.
Сварка
Сварка металла - это производственный процесс, при котором материалы соединяются под давлением и нагревом. Различные виды сварки выполняются в помещении, в то время как другие лучше всего применять на открытом воздухе. Сварка используется для ковки мечей, строительства кораблей, изготовления конструкций и многого другого. Существует множество видов сварки на выбор, каждый из которых имеет конкретное практическое применение. Узнайте о различных типах сварки из этого руководства .
Пайка
Пайка - это еще один метод соединения металлов путем расплавления присадочного металла поверх соединяемых металлов для создания надежного электрического моста. В соединение вплавляется низкотемпературный сплав, сплавляющий металлы в одно цельное изделие. Слесари используют либо эклектичный паяльник, либо газовую горелку для соединения драгоценных металлов. Пайка обычно используется в сантехнике, электронике и металлообработке для изготовления музыкальных инструментов.
Заклепки
Заклепки - это несъемные механические крепежные элементы, которые могут создавать кинетические соединения в заготовке или укреплять структурную целостность более крупного объекта. Они идеально подходят для соединения деталей, которые имеют небольшой вес и требуют высокой прочности. До того, как сварка использовалась для строительства каркасных зданий и сооружений, таких как Эйфелева башня и мост Харбор-Бридж в Сиднее, в местах соединения металла использовались заклепки. Перед установкой заклепки представляют собой гладкие металлические цилиндры с головкой на одном конце.
Процессы и методы формования
Изменение формы металла и манипуляции с ним можно производить, когда материал горячий или холодный. Выбранный вами тип процесса формования будет зависеть от металла, который вы формуете, имеющегося у вас оборудования и желаемого конечного результата.
Ковка
Ковка - один из старейших процессов металлообработки, используемых для придания металлу формы. Металл нагревается в кузнице, затем ковается и сгибается в желаемую форму. Кузнец может использовать молоток для ковки небольших предметов или промышленный силовой молоток для более крупных проектов. Кованые металлы невероятно прочны и обычно изготавливаются из железа и стали.
Валковая формовка
Валковая формовка - это процесс, который включает непрерывную гибку длинной полосы листового металла через валкоформовочный стан при комнатной температуре. В отличие от других методов гибки металла, процесс прокатки по своей сути является гибким, точным и позволяет формировать металлы толщиной до четверти дюйма. Студенты практикуются в формовании рулонов на нашем занятии по формовке листового металла с мастером-художником Эваном Уилкоксом.
Прокатка
Прокатка - это процесс формования металла, при котором металлическая заготовка пропускается через прокатный стан для уменьшения толщины или придания ей однородности. Это может быть сделано горячим или холодным способом. Горячая прокатка обычно используется для производства листового металла и заготовок большего размера. Холодная прокатка хорошо подходит для изделий меньшего размера, повышает прочность материала и улучшает чистоту поверхности, требуя меньше отделочных работ.
Процессы и технологии литья
В процессе литья металла твердые металлические изделия формуются путем заливки расплавленного металла в форму, где он охлаждается и извлекается из формы. Литье металла экономично по затратам времени. Распространенными методами литья металла являются литье по выплавляемым моделям или по выплавляемому воску, литье под давлением и литье в песок.
Литье по выплавляемым моделям
Литье по выплавляемым моделям - это процесс, при котором расплавленный металл заливается в форму, созданную по восковой модели. К режиму прикрепляются литники Was, и вокруг воска формируется гипсовая форма. Форму и воск помещают в печь для обжига воска. Затем металл расплавляется и заливается в гипсовую форму с помощью вакуумной или центробежной машины.
Литье под давлением
Литье под давлением - это автоматизированный и быстрый процесс, при котором расплавленный металл подается в форму под высоким давлением. Форма изготовлена из двух стальных штампов, обработанных механической обработкой, и металл впрыскивается непосредственно в форму с высокой скоростью. В большинстве отливок под давлением использовались сплавы с низкой температурой плавления, такие как цинк, медь, алюминий и магний.
Литье в песок
При литье в песчаные формы, обычно используемые в литейных цехах, используется песок в качестве материала формы. Форма создается путем смешивания песка со связующим веществом, таким как глина, и имеет герметичный затвор. Расплавленный металл заливается в форму для создания твердого объекта. Литье в песчаный формат является наиболее распространенным методом литья металла и является относительно недорогим.
Как научиться обрабатывать металлы
В этом руководстве мы рассмотрели около двадцати различных методов обработки металла! Начиная с литья и заканчивая сваркой, существует множество возможностей, когда вы начинаете работать с металлом. Для большинства видов металлообработки требуется современное оборудование, пользоваться которым вам следует научиться у опытного специалиста. Хотя можно учиться с помощью методов дома, мы всегда рекомендуем начинать с занятий , чтобы безопасно учиться и настроить себя на успех.
Научитесь обрабатывать металлы в Тигле
The Crucible предлагает курсы металлообработки по кузнечному делу , литейному производству, изготовлению ювелирных изделий, механической обработке и сварке . Посещение занятий по металлообработке в The Crucible обеспечивает безопасность под руководством квалифицированного инструктора и является более рентабельным, чем покупка всего необходимого оборудования. И большинство занятий рассчитаны на начинающих, для которых предварительный опыт не требуется!
Часто задаваемые вопросы по металлообработке
Какие инструменты вам нужны для металлообработки?
Различные процессы металлообработки требуют различных инструментов и оборудования. Проекты могут включать формование, сверление, литье, сварку, резку и многое другое. Обычными инструментами, которые вы можете использовать для металлообработки, являются ленточная пила, ножовка, сварочный аппарат, угловая шлифовальная машина, ленточная шлифовальная машина и сверлильный станок. Перед началом работы убедитесь, что вы полностью понимаете, как безопасно пользоваться оборудованием.
Трудно ли научиться работать с металлом?
То, насколько быстро вы научитесь обработке металла, будет зависеть от типа металлоконструкций, которые вас интересуют, имеющихся у вас ресурсов, проектов, которые вы хотите создать, и многого другого. Обработка металла, как правило, требует практики и терпения. Необходимо изучить множество факторов, начиная от температуры литья различных сплавов и заканчивая различными типами сварки . Требуется разное количество времени, чтобы освоить многие типы металлообрабатывающего оборудования и станков, от токарной обработки на токарном станке до соединения металлов с помощью сварочного аппарата.
Какую работу может выполнять слесарь по металлу?
Металлообработка - это профессия, уходящая вглубь веков и охватывающая множество различных профессий. Работа в металлообработке включает в себя работу сварщика, кузнеца, серебряника, ювелира, основателя, ювелира-механика и многое другое.
Хорошо ли зарабатывают металлисты?
Зарплата слесаря зависит от вида выполняемой им работы, их опыта и того, где они живут и работают. По данным Бюро статистики труда США , рабочий по листовому металлу зарабатывает в среднем 50 400 долларов в год, ювелир получает среднюю зарплату в 46 702 доллара, слесари-металлурги зарабатывают около 53 650 долларов в год, а сварщики - около 42 490 долларов в год. Существует множество факторов и нишевых рынков в каждом из этих видов металлообработки, но это общий взгляд на среднюю зарплату, которую могут получать металлурги.
В чем разница между металлообработкой и кузнечным делом?
Кузнечное дело - это категория и отрасль промышленности, объединяющая металлообработку. Металлообработка включает в себя широкий спектр методов, которые включают кузнечное дело, а также сварку, литье, изготовление ювелирных изделий и многое другое. Кузнечное дело использует кузнечный горн, молот и наковальню для манипулирования металлом, в первую очередь железом и сталью. Ранние методы сварки уходят корнями в кузнечное дело, датируемое 3000 годом до нашей эры.
