Особенности и технология холодной ковки

В отличие от классической горячей ковки, предусматривающей работу с раскалённой сталью порядка 1200 градусов с последующим окончанием процесса при 800 градусах по Цельсию, холодная ковка подразумевает обычную обточку, сгибание, скрутку и сварку элементов. Сварка производится после подготовки основных деталей.

Формовку деталей и выделку конечных изделий производят не только при высокой температуре, но и под большим давлением. Суть метода – в отсутствии раскаливания металла перед формовкой. Вместо этого используются профессиональные и самодельные гибочные, скручивающие и вытягивающие станки. Применяя эти приспособления, легко изготовить любое художественное изделие на заказ – даже для наиболее искушённого и взыскательного клиента.

Достоинство метода – самодельные станки быстро окупаются и вскоре приносят доход, когда детали производства отлажены, а само дело уверенно ставится на поток.

Методом ковки любой слиток или «блин» можно превратить в конечную комплектующую, сформировав её из данной массы стали. Но ковке поддаётся не только чермет – пока существует человеческое общество, во все времена ковали из меди, бронзы, олова и других металлов и сплавов. Не осведомлённые в деле новички характеризуют ковку как процесс с обязательным раскаливанием металла или сплава до температуры размягчения.

Сгибание, скручивание прутов и полос стали – суть холодной ковки. Процесс этот происходит примерно при комнатной температуре, не считая внутреннего нагрева при мехобработке. В качестве примера – стальные завитки на воротах, дверях и оконных решётках. Холодная ковка – способ, при котором экономятся затраты, направленные на создание тысяче- и более градусного жара в горниле.

Зарождаться холодная ковка начала примерно 10 тыс. лет назад. Первобытные кузнецы применяли каменные молотки и кувалды – медь хорошо плющилась при воздействии гранитного ударника, насаженного на палку. На смену холодной ковке пришла и классическая – наблюдатели этого явления видели, как из жерл вулканов вытекал расплавленный камень с примесями металлов.

Вслед за украшениями, подвесками люди ввели в свой обиход садово-огородный инвентарь, посуду и другие предметы быта, а также холодное оружие. С переходом на производство стали и изделий из неё холодная и горячая ковки дополняют друг друга. Современная стадия развития холодной ковки позволяет получить практически любые вещи и предметы, используя не примитивные подручные средства, а усовершенствованное станочное оборудование. А конвейерно-заводское производство XXI века постепенно дополняется обрабатывающими станами, чьё управление осуществляется не усилиями рабочих, а ЧПУ модулем – как и при токарно-фрезеровочной обработке заготовок.

Используя скруточно-гибочный станок с ЧПУ, впору поставить художественную ковку на широкий поток, как это достигается, например, в текстильной промышленности, занимающейся, скажем, выделкой ковров на автоматическом ткацком станке. Количество холоднокованых элементов в изделии может увеличиваться почти неограниченно: исторически кузнецы шли от простых конструкций, а сейчас профессия, деятельность художественного кузнеца дополнилась функциями и обязанностями, связанными со станочным оборудованием.

Античная и средневековая эпохи задали основные направления художественной ковки. Для придания изделию поистине красивого вида мастер выбирает определённый стиль. Сравнение с готовыми образцами из каталога позволит клиенту (заказчику предмета) определиться с направлением будущего произведения искусства. Даже оконную решётку и зарешеченную дверь можно превратить в такое изделие.

У каждого стиля имеются свои особенности. Так, романский отличается строгим и симметричным расположением элементов. На изделиях, выполненных по его закономерностям, виднеются сплочённое размещение спиралевидных элементов в одной последовательности, частое повторение одних и тех же комплектующих. Орнамент, видение которого прослеживается в изделии, выполненном с его помощью, характеризуется наличием С-завитушек.

Готика подразумевает устремление кверху. Ограды и заборы часто изготавливают в стиле готов. Пруты заканчиваются остриями, похожими на стрелы или копья. Спиралевидные комплектующие, используемые в данном стиле, представляют собой просечки, напоминающие стебель с ответвлениями. Чтобы сделать изделие более разнообразным, используют фонарики или объёмные спиралевидные детали.

Исполнение под названием барокко перекликается со стилем Возрождения, но такой вариант крайне редок в использовании. Основными деталями данного стиля являются скруглённая дуга, спираль и волна. Расхождение из прутьев дополняется деталями в виде листочков или цветков. Утончённые изгибы обретают форму восьмёрки. Подобный стиль обладает гармоничностью, при этом комплектующие обретают симметричное расположение, представ перед наблюдателем в виде перевитых линий. Барокко относят к ажурным стилям: в отличие от эпохи Возрождения, он отличается улучшенной динамикой придаваемых форм.

Рокайльный стиль отмечен наличием тонких прутьев и двусторонне направленных завитушек. Он служит отсылкой к непрерывной динамике, филигранен – и объёмен по части узоров. Холоднокованые изделия выглядят не вполне симметричными, разделёнными на части по своему оформлению. Рококо не сочетается с плоскими и прямыми деталями.

Классика – вариант, которому присуща симметричность. Чтобы создать орнамент, используют спиралевидные детали, просечные и завитые комплектующие, дополненные спрямлёнными частями. Добавочным элементом послужит ломаная или прямые углы. Форм-фактор – стопроцентная общая вертикальность исполнения.

Ампирное исполнение – отсылка к соблюдению точной геометрии изображения, длинных и отшлифованных прутов. В качестве основы – прямая с расположенными по одну сторону завитушками, установленными с торцов. Дополнением служат спирали и строгость выдержки.

Модернистский вариант – отсылка к биомотивам. Прямые в оформлении изделия полностью отсутствуют. Его составляющие – завитушки, спирали, ломаные и прочие изогнутые элементы. Симметрия главным фактором здесь не является. Данный стиль служит отсылкой к очертаниям человека или животного. Добавочными компонентами являются листья и цветки. Построение узора характеризуется переходами завитушек – из одной в другую – по всему изделию.

Для создания корзинки, подставки под вазы можно использовать любой стиль, в котором отсутствуют прямые прутья. Мангал, в отличие от корзинки, подобно урне, после сооружения основной коробки из листовой стали, в которой просверлены сбоку вентиляционные отверстия, украшается заготовками из прута в любом стиле, например в классическом. Крыша и перила (части ограждения) беседки также изготавливаются с применением исключительно криволинейных и симметричных элементов.

Чтобы получить кованую кровать или каркас-основу для спального гарнитура, дивана, прямые линии в нём делаются лишь по периметру (спинка), однако основа-лежак и полка под ним должны изготавливаться с преобладанием прямых деталей над изогнутыми. Для забора, к примеру, можно использовать стиль классицистов или готов. Арка над воротами, может обладать единственной прямой – посередине; остальные же элементы, как и на секции забора или ограды, могут оказаться преимущественно криволинейными, но симметричными.

Перила и балконы изготавливаются с небольшим количеством равноудалённых прямых, от которых идут завитки, «змейки», то же самое относится и к парапету балкона. Козырёк – в основном сочетание прямых деталей, украшением для которых служат одна-две криволинейных (например, завитки в виде больших листьев). Для боковин лавочек применяют те же решения, что для перил и парапетов. На воротах, изготовленных как из профтруб и листовой стали, так и из прутьев, присутствуют прямо- и криволинейные детали.

Ту же самую идею применяют для лавочек, чьи боковины представляют собой две жёсткие основы, забетонированные глубоко в землю. Для дровницы решение выбирается на основании практичности – «решёточный» орнамент не даёт дровам высыпаться: просветы между элементами должны оказаться узкими. Дровница хорошо отслеживается снаружи на предмет заполнения дровами. Каждая из вышеперечисленных идей подкреплена эстетически и на практике.

Классификация приспособлений, позволяющих изготовить требуемые элементы, осуществляется по сложности исполнения конкретных заказов. Чтобы воплотить определенную идею в жизнь, потребуются не только чертежи проектов, но и замерители, позволяющие не отклоняться от хороших показателей качества проделанной работы.

«Улиточный» станок подходит для сгибания арматуры, трубок, полосовой стали и иных деталей, обладающих спиралевидным исполнением. При изготовлении таких элементов необходимо представлять себе, как функционирует это приспособление. Без таких сведений осуществить это не удастся. Несущая основа, на которой сгибаются детали, выполняется из профстали из трубы с толстыми стенками, швеллера или профуголка. Деревянные детали здесь не допускаются. Особое требование в данном случае предъявлено к показателю прочности – нагрузочная масса, приходящаяся на эту конструкцию, значительна. А значит, основание должно её успешно выдерживать.

Скруглённая столешница изготавливается из листа стали толщиной от 4 мм. На неё кладётся ещё одна столешница, с помощью которой осуществляется формовка деталей для изготавливаемого изделия. Не нужно придавать ей слишком малую толщину – нагрузка на неё действует значительная. Запас толщины позволит столешнице не согнуться при формовке изделий. Главная шарнирная ось сработана из труб с утолщёнными стенками. Присоединяется эта комплектующая по центру конструкции между двумя столешницами. Зафиксирована она с помощью основы посредством четырёх уголковых деталей, обладающих диагональными проставками. Роликовая рычажная комплектующая фиксируется на оси – и движется относительно неё, сгибая пруты и полосы. Для выделки наиболее сложных деталей полученное приспособление усовершенствуется.

Торсионное приспособление служит для скручивания изготавливаемых элементов. Обладает каркасом и рукояткой. Каркасная основа характеризуется наличием подвижной и неподвижной частей – по сути, это тиски. Рукоятка служит для кручения отрезков полос или квадрата. Может заменяться электромотором, который избавит мастера от ручного закручивания заготовок в гнутые элементы.

Гибочный станок служит для сгибания прямых заготовок под непрямым углом. Это комплект из пластины, динамического клина, опирающих осей и рычага. Принцип работы на нём прост: заготовка кладётся на оси, с помощью клина она выгибается под нужным углом.

Станок для волнообразного сгибания предполагает формовку изначально прямой заготовки по образу и подобию «серпантина» с равными отступами. Полученная «синусоида» образуется за счёт согласованной работы неподвижной и движущихся частей. Вращение дисков друг вокруг друга осуществляется по оси посредством воротка. Изменяя расстояние между дисками, мастер формирует на заготовке волнообразные очертания.

Работа прессообразного станка – расплющить квадрат или круглый профиль в уплощённый наконечник. Является наиболее усложнённым набором, благодаря которому мастера обходятся без промышленной установки. Недостаток – покупка бойка, без которого это приспособление полноценно не работает.

Делать объёмные изделия в домашних условиях становится возможным, когда у домашнего мастера есть хотя бы самый простой ковочный аппарат. Чтобы ускорить построение художественных элементов, потребуются заранее изготовленные шаблоны, благодаря которым процесс выделки способен ускориться в несколько раз. Например, чтобы создать волнообразную деталь, используют плавные повороты по дуге окружности на 90 градусов, напоминающие очертания полусферы.

Чертёж изделий выполнен по лекалам, размеры деталей обозначены по нормам ЕСКД, когда цех по производству кованых изделий широко известен среди заказчиков. Несмотря на чертёжные нормативы и математические основы проектирования, обойтись без дизайнерских идей нельзя – ковка холодным способом является своего рода искусством.

В качестве исходного материала – круг, квадрат, полоса и квадратная профильная труба. Последнюю невозможно согнуть без разогрева – её сгибают при одновременном нагревании над газовой горелкой. Однако прежде чем осуществлять подобные действия, следует обучиться процессам на «улитке», постепенно переходя к более сложным, например к прессованию. Сгибание квадратного прутка производят на т. н. кондукторе, используя эскиз в соотношении 1: 1. Сгибание прутка вручную с толщиной более 1,4 см затруднительно – применяют электродвигатель с редуктором. Ошибка в расчётах для отдельных деталей и в отношении всей конструкции (например, секции ограды) не исправляется – изделие считается забракованным.