Ko se ne oseća još dovoljno jakim u poslovima uradi sam, taj obično pokušava da se osposobi radeći sa drvetom. Zbog toga smo se toliko i zadržali na prethodnom poglavlju, koje se bavi obradom drveta. Naime, drvo je dosta mek materijal, pogodan za obradu. Pošto smo se upoznali sa glavnim osobinama drveta i načinom njegove obrade, neće nam sada biti potrebno toliko prostora da bi smo se upoznali i sa isto toliko upotrebljavanim metalima i njihovom obradom. Većina drvenih konstrukcija ne može se zamisliti bez metalnih delova, eksera, okova, ali jedva da postoji neka metalna konstrukcija koja bi morala biti dopunjena drvetom, radi ojačanja, učvršćivanja.
Od mnoštva raznovrsnih metala u kućnoj radionici obično se sreću samo gvožđe, čelik, bakar, mesing, bronza, cink i aluminijum. Kao pomoćni materijal upotrebljava se još olovo i kalaj. Pre nego što pređemo na obradu najviše upotrebljavanih metala, proučimo njihove glavne osobine.
Metali
Najvažniji metal je gvožđe. Dobija se topljenjem ruda u visokim pećima. U sirovom obliku gvožđe sadrži nekoliko procenata mangana, silicijuma, fosfora, sumpora i grafita. Ako je procenat grafita u gvožđu veći od 1,7 govorimo o gvožđu, a ako je manji tada govorimo o čeliku.
U našoj praksi susrećemo se samo sa polufabrikatima tj. metalima koji su već prošli kroz nekoliko faza obrade. To su šipke raznih profila (koje se baš zbog toga nazivaju još profilno gvožđe ili profilni čelik), limovi i Iiv. Kao armature prodaju se i presovani metalni proizvodi kao što su mesingana kućišta itd.
Dobro jе znati da je liveno gvožđe krto, ne može se savijati, a pri obradi tupi oštricu alata. Karakteristike najviše upotrebljavanih materijala, kao što su šipke i limovi, mogu se jako razlikovati. Zajedničke karakteristike su im da se izrađuju od čelika.
Čelik koji sadrži veoma mali procenat ugljena, takozvani meki čelik ili kovački čelik može da se zavaruje, savija, kuje, ali se ne može kaliti. Tvrdi čelik (0,4-1,7% ugljenika) je čvršći, ali se može obrađivati samo struganjem, glodanjem itd.
Zajedničke karakteristike gvožđa i čelika su da rđaju,da ih magnet privlači, a i sami se mogu namagnetisati. Specifična težina im je 7,8 kg/dm3. Tačka topljenja čelika je 1700°C (gvožđe 1400-1500°C). Interesantna pojava kod ovih metala je da pri temperaturi od 750°C gube magnetna svojstva.
Čelik se može kaliti zagrevanjem, ako se posle zagrevanja sporo ohladi (stručno:otpusti) poboljšava se mogućnost njegove obrade, menja elastičnost i čvrstoću (kaljenje+otpuštanje=oplemenjavanje).
Ako se čelik legira sa hromom, molibdenom, volframom, niklom itd. doći će do poboljšanja nekih njegovih osobina, kao npr. tvrdoće, otpornosti na kiseline, otpornosti na koroziju itd. Ovo su takozvani visokolegirani specijalni čelici.
Čelični liv se označava slovom Č i dvocifrenim brojem a čelik slovom Č i sa dva broja. Prva brojka iza slova označava čvrstoću na kidanje, tj. silu pri kojoj se kida materija poprečnog preseka 1mm. Druga brojka utvrđena je JUS standardima. Bitan je, dakle, broj iza slova. Što je ta cifra veća tim je čelik »jači«. (Ako je čvrstoća na kidanje 50 kg /mm2 to je već dobar čelik, 30 zadovoljavajući. Gornja granica ove cifre je oko 90, a kod specijalnih čelika za opruge taj broj može biti 135). Legirani čelici imaju druge oznake.
Dobru informaciju o kvalitetu čelika i količini ugljenika daje varnica. Ako se čelik prisloni na brusni kamen, pojaviće se varnice. Oblik i boja varnica označiće o kakvom se čeliku radi.
Kada se čelik kali i otpušta, temperatura se uvek može odrediti na osnovu boje čelika.
Bakar je metal koji se lako može oblikovati. Dobar je toplotni i električni provodnik. Kada oksidira, patinira, dobija zatvoreno zelenu boju. U domaćoj upotrebi najčešće se sreće kao električni i toplotni provodnik, zatim služi za legiranje (npr. posuda za zagrevanje, namotaj transformatora, lemilica itd). Ima veoma veliku specifičnu težinu 8,9 kg/dm3, a tačka topljenja je oko 1080°С.
Mesing je legura cinka i bakra, u kojoj je cink zastupljen u većem procentu (50-70%). Veći procenat cinka smanjuje mogućnost oblikovanja i čini leguru krtijom, pogodnijom za livenje. Legura crvenkaste boje sa malim procentom cinka naziva se tombak (veštačko zlato), a legura sa veoma velikim procentom cinka beli liv.
Ako pored cinka legura sadrži i nikl, ona se zove alpak, dok novo srebro pored navedenih sastojaka sadrži i izvesnu količinu srebra. Ako se aluminijumu doda mala količina bakra, dobija se legura čvršća od aluminijuma - duraIuminijum.
Bronza je legura bakra i 5-15% kalaja. Ako pored kalaja sadrži i manji procenat fosfora, legura je pogodna za livenje i naziva se fosforna bronza. Aluminijumska bronza je žilava legura. Olovna bronza je otporna na trenje pa se upotrebljava za ležajeve. Silicijumska bronza je veoma otporna na različite uticaje, a manganova bronza je veoma tvrda.
Cink je metal lakši od gvožđa. Nekada se upotrebljavao za izradu oluka, dok danas uglavnom služi za antikorozionu zaštitu metala, na čijoj površini obrazuje tanki sjajni sloj prekriven ledenim cvetovima.
Kalaj se takođe koristi za legiranje. Izvanredno se može valjati, liti, a već na temperaturi od 232°С se topi. Karakteristično za ovaj metal je da se na temperaturi nižoj od +13°С pretvara polako u prah.
Olovo je mek, slab metal sa prilično velikom specifičnom težinom (11,34 kg/dm3). Otporno je na koroziju i lako se lije.
Materijali koji služe uglavnom za prevlačenje metala su kadmijum, nikl, koji је sjajan, kao i hrom.
Do sad smo upoznali gvožđe i od njega teže metale. Sa plemenitim (zlato, srebro, platina) kao i specijalnim metalima (iridijum, radijum, titan, berilijum, magnezijum) рп radovima u kući tako reći i ne dolazimo u dodir.
Upoznajmo na kraju i lake metale kao što je npr. aluminijum. Težina mu је tri puta manja od težine čelika, a ima i mnogo nižu tačku topljenja (660°C).
Aluminijum se u prirodi nalazi u obliku jedinjenja. Za dobijanje jednog kilograma metalnog aluminijuma potrebno je preraditi otprilike 4-6 kg boksita. Pod čistotom aluminijuma treba podrazumevati količinu hemijski čistog aluminijuma.
Nečistoće i primese utiču na svojstva aluminijuma i mogućnost njegove primene. Električnu vodljivost smanjuju nečistoće i primese. Toplotna obrada čistog aluminijuma je dobra. Početna temperatura oblikovanja aluminijuma je 500°C a završna 300°C.
Pri normalnim uslovima aluminijum je vrlo postojan. Tanak sloj površinskog aluminijum-oksida štiti od dublje oksidacije aluminijum.
Pri uticaju raznih jedinjenja na aluminijum obrazuju se soli, a pod hemijskim uticajem aluminijum vrlo brzo korodira. Pri dodiru aluminijuma ili aluminijskih legura sa teškim metalima (npr. gvožđem, bakrom, bronzom, mesingom, niklom), ako je mesto dodira pod uticajem vlage ili kiselina (elektrolit), stvara se elektrolitička korozija. Vlažan vazduh takođe deluje kao elektrolit.
Radi sprečavanja nastanka kontaktne korozije, čist aluminijum možemo spojiti sa aluminijumom, njegovim legurama (bez bakra), kadmijumom i cinkom.
Jedan od načina površinske zaštite aluminijuma od korozije je premazivanje površine uljanom bojom, nitroceluloznim lakom ili emajl-lakom. Bolji i danas rasprostranjeniji način je prevlačenje veštačkim aluminijum-oksidnim slojem hemijskim putem ili elektrolizom. Ovaj postupak zaštite se naziva eloksiranje.
Danas postoji veći broj legura aluminijuma sa dve i više komponenata. Najviše se legira sa manganom, bakrom i silicijumom, a čvrstoća na kidanje danas postiže vrednost 40 kg /mm2.
Aluminijum se lako obrađuje struganjem, glodanjem, dok zavarivanje, farbanje i lemljenje ide teže. Proizvodi se u raznim oblicima, od bloka do folija.
Polufabrikati
Od polufabrikata najpoznatije je profilisano gvožđe, npr. oblika okrugle šipke, ugaonog profila L, T, I, U, Z itd. Polufabrikat koji ima pravougaoni presek naziva se pljosnato gvožđe (osim ako nije od bakra, mesinga itd.), koje se u istanjenom obliku naziva lim, traka, folija. Oblik poprečnog preseka umnogome utiče na težinu po dužnom metru kao i na čvrstoću. Pošto od težine direktno zavisi i cena, korisno je odabrati odgovarajući profil (slika 1). Nazivi pojedinih profila su: a) okruglo gvožđe b) poluokruglo gvožđe; c) rebrasto gvožđe; d) betonsko gvožđe; e) četvrtasti presek; f) pravougaoni presek; g) pljosnato gvožđe; h) traka; i) ugaono gvožđe; j) zaobljeno ugaono gvožđe; k) T - profil; l) Z - profil; m) I - profil; n)
šina; o) U - profil; p) pljosnati U profil.
SLIKA 1
Alat
Postoji nekoliko osnovnih alata bez kojih se ne može raditi sa metalima. Pored ranije opisanih mernih instrumenata najviše su u upotrebi klešta (slika 2).
SLIKA 2
Najjednostavnija klešta su pljosnata klešta (a). Proizvode se u dužinama 125-200 mm. Specijalna klešta za sečenje žica su sečice (b). Proizvode se u istim dužinama kao i pljosnata klešta. Za stolarske radove neophodna su i čeljusna klešta (c), sa sličnim dužinama kao i prethodna klešta. Za rad sa žicom potrebna su okrugla klešta (d) na kojima se mogu formirati »okca«. Najveću primenu u domaćinstvu našla su kombinovana klešta (е) koja se proizvode u dužinama, od 150 do 200 mm. Ako su drške izolovane, ova klešta su pogodna i za električarske radove. Za sečenje debljih provodnika, šipki, pogodna su specijalna klešta za sečice sa zglobovima (f). Za rad sa cevima, šipkama, neophodna su klešta za cevi (g). Dobra osobina ovih klešta su mogućnost širokog podešavanja u zavisnosti od prećnika materijala (šipke, cevi, itd.)
Za sastavljanje rasklopljivih metalnih sklopova potrebni su ključevi (slika 3). Treba zapamtiti da su otvori dvostranih ključeva standardizovani (pa i rastojanja ivica četvrtastih i šestougaonih glava zavrtnjeva na sledeće mere: 6-7, 8-9, 10-11, 12-14, 17-19, 22-24, 27-32, 36-41, 46-50, 55-60, 65-70 i 75-80. Otvorima ključeva od 6 do 50 odgovaraju glave sledećih metričnih zavrtnjeva: 3, 3,5, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 22, 27, 30. Napred označeni parovi brojeva pokazuju otvore viljuškastih i okastih ključeva, koji se u prodavnicama mogu nabaviti.
SLIKA 3
Prednost viljuškastih ključeva je u tome da se i sa strane mogu navući na navrtke ili glave zavrtnjeva, tako, na primer, njima se mogu stezati i popuštati zavrtnjevi na dužim cevima. Okasti ključ obuhvata glavu zavrtnja ili navrtku sa svih strana te drži čvršće glavu zavrtnja, ali se na navrtku može navući samo sa gornje strane.
U kućnom alatu potrebno je da imamo sledeće ključeve: 9-11, 14-17, 17-19 i 22-24 (vrlo retko se ukazuje potreba i za ključem 27-32).
Duži ključevi obezbeđuju veći prenos sile ali se njima teže dolazi do nepristupačnih mesta i pri nepažljivom rukovanju lako dolazi do kidanja navoja na zavrtnju. Čeljusti viljuškastih ključeva čine izvestan ugao sa drškom, radi mogućnosti okretanja glave ključa zajedno sa navrtkom i na teško pristupačnim mestima. Pored navedenih, postoje i cevasti ključevi za stezanje duboko usađenih zavrtnjeva. Za svaki slučaj dobro je imati i jedan podešljivi ključ sa kojim se bilo kakve navrtke mogu uhvatiti. Preporučuje se podešljivi ključ dužine 250 mm.
Ključevi i zavrtnji se mogu efikasno primenjivati samo ako nisu suviše istrošeni. Ako je zazor između navrtke i ključa veliki usled istrošenosti, tada će pri stezanju doći do uništenja jednog od njih. Ako su navrtka ili ključ istrošeni tada se u zazor između njih stavlja čelična pločica i tek posle toga pristupa stezanju ili otpuštanju.
Za obeležavanje metala potreban je probojac (kirner) debljine 6 i dužine 125 mm. Treba nabaviti i probojac za probijanje tanjih limova po mogućnosti od 3 mm.
Čekić je univerzalni alat. lzrađuje se u različitim oblicima. Veličinu čekića određuje težina glave. Najmanja veličina je 50, a najveća 2000 gr. Odgovarajuće dužine glava prema težini čekića su 50 gr - 75 mm., zatim 100/82, 200/95, 30/105, 50/ 118, 80/130 (veće dimenzije za grube radove) 1000/135, 1600/148, 2000/155.
Drška čekića se izrađuje od drveta i ima oznaku: 400/25x14, tj. 40 cm dužine, 2,5 сm širine (u sredini) i 1,4 cm debljine koja odgovara glavi od 800 gr.
U najnovije vreme se mogu dobiti specijalno oblikovani čekići sa čeličnom drškom, gumenom ručkom itd., ali po dosta visokim cenama.
Kada je reč o čekiću upoznajmo se i sa pljosnatim sekačem koji seče uz pomoć čekića. Dimenzije ovih sekača kreću se od 125х15 do 400х36 mm. Prvi broj označava dužinu, a drugi širinu sečiva sekača. Najviše je u upotrebi sekač 200x15.
SLIKA 4
Mengele spadaju takođe u dosta upotrebljavani alat. Širina čeljusti malih mengela je: 40, 50, 60 m, a kod paralelnih mengela 75-200 mm. Na kraju još samo toliko, da se proizvode i okretljive paralelne mengele, pa ako ste u mogućnosti bilo bi dobro da nabavite jedne sa čeljustima od 100 mm (slika 4). Najbolje je da mengele montiramo sa desne prednje strane radnog stola, a nakovanj sa leve (slika 5).
SLIKA 5
