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Una fragua es un tipo de hogar utilizado para calentar metales , o el lugar de trabajo ( herrería ) donde se ubica dicho hogar. El herrero utiliza la forja para calentar una pieza de metal a una temperatura a la que resulta más fácil darle forma mediante forja , o hasta el punto en que ya no se produce el endurecimiento por trabajo . El metal (conocido como "pieza de trabajo") se transporta hacia y desde la fragua mediante tenazas , que también se utilizan para sujetar la pieza de trabajo sobre el yunque de la herrería mientras el herrero la trabaja con un martillo. A veces, como cuando se endurece acero o se enfría el trabajo para poder manipularlo con las manos desnudas, la pieza de trabajo se transporta a la tina floja, que la enfría rápidamente en una gran masa de agua . Sin embargo, dependiendo del tipo de metal, es posible que requiera un enfriamiento con aceite o salmuera; Muchos metales requieren algo más que un simple endurecimiento con agua. La tina floja también proporciona agua para controlar el fuego en la fragua.
Una forja suele utilizar carbón bituminoso , coque industrial o carbón vegetal como combustible para calentar el metal. Los diseños de estas forjas han variado con el tiempo, pero ya sea que el combustible sea carbón , coque o carbón vegetal el diseño básico ha seguido siendo el mismo. [1]
Una forja de este tipo es esencialmente un hogar o chimenea diseñado para permitir controlar el fuego de manera que el metal introducido en el fuego pueda llevarse a un estado maleable o provocar otros efectos metalúrgicos ( endurecimiento , recocido y revenido , por ejemplo). . El fuego de forja en este tipo de forja se controla de tres maneras: [ cita necesaria ] cantidad de aire, volumen de combustible y forma del combustible/fuego.
A lo largo de miles de años de forja, estos dispositivos han evolucionado de una forma u otra como características esenciales de este tipo de forja: [2]
Durante el funcionamiento, el combustible se coloca dentro o sobre el hogar y se enciende. Una fuente de aire en movimiento, como un ventilador o un fuelle, introduce aire adicional al fuego a través de la tobera. Con aire adicional, el fuego consume combustible más rápido y arde más caliente (y de manera más limpia; se puede considerar que el humo es un combustible potencial que se escapa).
Un herrero equilibra el combustible y el aire en el fuego para adaptarse a tipos particulares de trabajo. A menudo esto implica ajustar y mantener la forma del fuego.
En una fragua de carbón típica, un brasero estará centrado en un hogar plano. La tobera entrará en el brasero por la parte inferior. En funcionamiento, el núcleo caliente del fuego será una bola de coque ardiendo dentro y encima del brasero. El corazón del fuego estará rodeado por una capa de coque caliente pero que no arde. Alrededor del coque sin quemar habrá una capa de transición de carbón que se transforma en coque por el calor del fuego. Lo rodea todo una capa de carbón crudo en forma de anillo o herradura, que generalmente se mantiene húmedo y bien empaquetado para mantener la forma del corazón del fuego y evitar que el carbón se queme directamente para que se "cocine" primero y se convierta en coque.
Si es necesario un fuego más grande, el herrero aumenta el flujo de aire hacia el fuego, además de alimentar y profundizar el corazón de coca. El herrero también puede ajustar la longitud y el ancho del fuego en dicha forja para adaptarse a diferentes formas de trabajo.
La principal variación de la forja y el fuego que acabamos de describir es un " retroceso " en el que no hay brasero y la tobera entra al hogar horizontalmente desde la pared trasera.
El coque y el carbón se pueden quemar en las mismas forjas que utilizan carbón, pero como no es necesario convertir el combustible crudo en el centro del fuego (como ocurre con el carbón), el fuego se maneja de manera diferente.
Los herreros individuales y las aplicaciones especializadas han fomentado el desarrollo de una variedad de forjas de este tipo, desde la forja de carbón descrita anteriormente hasta construcciones más simples que equivalen a un agujero en el suelo al que llega un tubo.
Una forja de gas suele utilizar propano o gas natural como combustible. Un diseño común y eficiente utiliza una cámara de forja cilíndrica y un tubo de quemador montado en ángulo recto con respecto al cuerpo. La cámara suele estar revestida con materiales refractarios , como una cerámica refractaria moldeable dura o una manta térmica de cerámica blanda (por ejemplo, Kaowool ). El quemador mezcla combustible y aire, que se encienden en la punta, que sobresale un poco hacia el revestimiento de la cámara. La presión del aire, y por tanto el calor, se puede aumentar con un soplador mecánico o aprovechando el efecto Venturi .
Las forjas de gas varían en tamaño y construcción, desde grandes forjas que utilizan un quemador grande con un soplador o varios quemadores atmosféricos hasta forjas construidas con una lata de café que utiliza un soplete de propano simple y económico . Incluso se puede tallar una pequeña fragua a partir de un solo ladrillo refractario blando .
La principal ventaja de una forja de gas es la facilidad de uso, especialmente para un principiante. Una forja de gas es fácil de operar en comparación con las forjas de carbón y el fuego producido es limpio y consistente. Son menos versátiles, ya que el fuego no se puede remodelar para acomodar piezas grandes o de formas inusuales. También es difícil calentar una pequeña sección de una pieza. Un error común es creer que las forjas de gas no pueden producir suficiente calor para permitir la soldadura , pero una forja de gas bien diseñada está lo suficientemente caliente para cualquier tarea.
Una forja de gala es un molino impulsado por agua donde el arrabio se refina para convertirlo en hierro forjado .
El yunque sirve de banco de trabajo al herrero , donde se trabaja el metal a forjar. Los yunques pueden parecer toscos y pesados, pero son una herramienta muy refinada y cuidadosamente diseñada para satisfacer las necesidades de un herrero. Los yunques están hechos de hierro fundido o forjado con una cara de acero para herramientas soldada o de una sola pieza de acero para herramientas fundido o forjado. Algunos yunques están hechos únicamente de hierro fundido y no tienen una cara de acero para herramientas. Estos no son yunques reales y no le servirán a un herrero como tal porque son demasiado blandos. Un término común para un yunque de hierro fundido es "ASO" u "Objeto con forma de yunque". El propósito de una cara de acero para herramientas sobre un yunque es proporcionar lo que algunos llaman "rebote", además de ser duro y no abollarse fácilmente por golpes de martillo fuera de lugar. El término rebote significa que proyecta parte de la fuerza del martillo del herrero hacia el metal, moviendo así más metal a la vez que si no hubiera rebote. Un buen yunque puede proyectar entre el 50 y el 99% de la energía hacia la pieza de trabajo. La parte superior plana, llamada "cara", está muy pulida y suele tener dos agujeros (pero puede tener más o menos según el diseño). El orificio cuadrado se llama orificio resistente y es donde encaja el vástago cuadrado de la herramienta resistente. Hay muchos tipos diferentes de herramientas resistentes. El orificio más pequeño se llama orificio Pritchel y se usa como refuerzo al perforar agujeros en metal caliente o para sujetar herramientas similares a como lo hace la herramienta resistente, pero para herramientas que requieren poder girar en un ángulo de 360 grados, como una bodega. Herramienta bajada para cuando las pinzas del herrero no pueden sujetar una pieza de trabajo con la seguridad necesaria. En la parte frontal del yunque, a veces hay un "cuerno" que se utiliza para doblar, extraer acero y muchas otras tareas. Entre el cuerno y la cara del yunque, suele haber una pequeña área llamada "escalón" o "mesa de corte" que se utiliza para cortar acero frío o caliente con cinceles y herramientas de corte en caliente sin dañar la cara del yunque. Las marcas en la cara se transfieren a imperfecciones en el trabajo del herrero.
Hay muchos tipos de martillos que se utilizan en el taller de un herrero, pero esto nombrará sólo algunos de los más comunes. Los martillos pueden variar en forma y peso desde media onza hasta casi 30 libras, dependiendo del tipo de trabajo que se realice con ellos.
Los cinceles están hechos de acero con alto contenido de carbono . Están endurecidos y templados en el filo mientras que la cabeza se deja suave para que no se agriete al martillarla. Los cinceles son de dos tipos, cinceles fríos y calientes. El cincel frío se utiliza para cortar metales fríos, mientras que el cincel caliente se utiliza para cortar metales calientes. Por lo general, los cinceles calientes son más delgados y, por lo tanto, no se pueden sustituir por cinceles fríos. Además, muchos herreros dan forma a los cinceles para que tengan un mango retorcido simple que se parezca a un martillo, y se pueden usar a una mayor distancia de los metales calientes. Son muy útiles y se encuentran en todo el mundo.[3]
El herrero utiliza pinzas para sujetar de forma segura los metales calientes. Las bocas son hechas a medida por el herrero en varias formas para adaptarse al agarre de diversas formas de metal . No es raro que un herrero tenga veinte o más pares de tenazas; Tradicionalmente, un herrero comenzaba a construir su colección durante el aprendizaje. Hay varios tipos de pinzas disponibles en el mercado. (1) pinza plana (2) pinza de remache o anillo (3) pinza estriada de labio recto (4) pinza de gad
Los batanes son herramientas de formación de diferentes formas que se utilizan para realizar ranuras o huecos. A menudo se utilizan en pares: el de abajo tiene un vástago cuadrado que encaja en el resistente agujero del yunque, mientras que el de arriba tiene un mango. La obra se coloca en la parte inferior más completa y la parte superior se coloca sobre la obra y se golpea con un martillo. El aplanador superior también se utiliza para terminar esquinas redondeadas y para estirar o extender metal.
La herramienta resistente es una herramienta con un vástago cuadrado que cabe en un agujero resistente. Hay muchos tipos diferentes de herramientas resistentes, como las resistentes de corte en caliente, que se utilizan para cortar metal caliente sobre el yunque; la herramienta más completa, utilizada para extraer metal y hacer ranuras; plantillas para doblar y muchas otras para enumerarlas.
Una tina floja suele ser un recipiente grande lleno de agua que utiliza un herrero para apagar el metal caliente. La tina floja se utiliza principalmente para enfriar partes de la obra durante el forjado (para protegerlas o evitar que el metal en un área se "esparza", por ejemplo, por golpes de martillo cercanos); endurecer el acero; atender una fragua de carbón o carbón; y simplemente para enfriar el trabajo rápidamente para una fácil inspección. En la herrería y la fabricación de herramientas, el término normalmente se cambiará por "tanque de enfriamiento" porque se utiliza aceite o salmuera para enfriar el metal. Se cree que el término holgura deriva de la palabra "apagar", como "apagar el calor".
La forja por estampación es un proceso que se utiliza para darle formas complejas al metal dejando caer un martillo pesado con un troquel en la cara sobre la pieza de trabajo. [4]
La pieza de trabajo se coloca en la fragua. Luego, el impacto de un martillo hace que el material calentado, que es muy maleable, se ajuste a la forma de la matriz y de sus cavidades. Normalmente sólo se necesita un troquel para formar completamente la pieza. El espacio adicional entre las caras del troquel hace que parte del material salga presionado de los lados, formando rebabas . Esto actúa como una válvula de alivio para la presión extrema producida por el cierre de las mitades del molde y luego se recorta de la pieza terminada.
El equipo utilizado en el proceso de formación de gotas se conoce comúnmente como martillo eléctrico o martillo de caída. Estos pueden funcionar con aire, hidráulica o mecánica. Dependiendo de cómo se impulse la máquina, la masa del ariete y la altura de caída, la fuerza de impacto puede oscilar entre 11.000 y 425.000 libras. Las herramientas que se utilizan, troqueles y punzones, vienen en muchas formas y tamaños diferentes, así como en materiales. Ejemplos de estas formas son las planas y las en forma de V, que se utilizan para la forja con matriz abierta, y las matrices de impresión única o múltiple que se utilizan para la forja con matriz cerrada. Los diseños de los troqueles tienen muchos aspectos que deben tenerse en cuenta. Todos deben estar correctamente alineados, deben diseñarse para que el metal y la rebaba fluyan adecuadamente y llenen todas las ranuras, y se deben tener consideraciones especiales para las almas y nervaduras de soporte y la ubicación de la línea de separación. Los materiales también deben seleccionarse cuidadosamente. Algunos factores que influyen en la selección del material son el costo, su capacidad para endurecerse, su capacidad para soportar altas presiones, abrasión en caliente, agrietamiento por calor y otros factores similares. Los materiales más comunes utilizados para las herramientas son el acero al carbono y, en algunos casos, aleaciones a base de níquel.
Los materiales que se utilizan más comúnmente en la forja por estampación son el aluminio, el cobre, el níquel, el acero dulce, el acero inoxidable y el magnesio. El acero dulce es la mejor opción y el magnesio generalmente funciona mal como material de forja.
Varios dioses y diosas están asociados con la forja en varias mitologías, como la irlandesa Brigid , el Ogun de África occidental , el griego Hefesto y el romano Vulcano . [5] [6] [7]
