Kas ir kalējs (melnkalis)? Darbs, metodes un vēsture
Uzzini par kalēja (melnkaļa) darbu, metodēm un vēsturi — no pakavu liešanas līdz mūsdienu metāla mākslai. Praktiski padomi, tehnoloģijas un aizraujoši stāsti.
Kalējs ir cilvēks, kas strādā ar dzelzi un tēraudu. Lai mainītu metāla formu, kalējs metālkalumā met karstu dzelzi un ar āmuru, presi vai citām ierīcēm to veido vēlamajā formā. Kalēji izgatavo dzelzs un tērauda instrumentus, detaļas, dekoratīvus izstrādājumus, vārtus, margas, kā arī remontē un atjauno metāla priekšmetus. Darbā izmanto arī dažādas siltuma apstrādes metodes — žāvēšanu, ātrdzesēšanu (kavēšanu) un temperēšanu — lai panāktu vajadzīgo cietību un elastību.
Kalējs ir tradicionāla amatniecības profesija ar ļoti senām saknēm. Pirms tūkstoš gadiem cilvēki pazina tikai septiņus metālus (dzelzi, zeltu, sudrabu, varu, alvu, svinu un dzīvsudrabu)), un metālapstrāde bija viens no svarīgākajiem tehniskajiem sasniegumiem. Pēc krāsas raksturojuma: zelts ir dzeltens; varš ir sarkans; sudrabs, alva, svins un dzīvsudrabs parasti ir dažādu pelēku toņu. Dzelzs atkal ir pelēka, taču tās virsmu bieži klāj melns oksīds, kas ir sava veida rūsas, — šī melnā kārtiņa viegli veidojas kalēja ugunī. Tāpat dzelzs izceļas ar tumšāku toni, un tādēļ angļu valodā to mēdz dēvēt par "melno metālu", — cilvēku, kas strādā ar melnajiem metāliem, bieži sauc par melnkali.
Kalējs nereti strādā ar dzelzi līdzīgi kā pakavnieks, taču tas nav tas pats amats. Speciālists, kura galvenais uzdevums ir zirgu pakavu izgatavošana un pakavu pielāgošana zirgam, parasti tiek saukts par pakavnieku (farrier). Kalēja darba lauks ir daudz plašāks — no ikdienas instrumentu un mēbeļu detaļu ražošanas līdz arhitektoniskiem un mākslinieciskajiem dzelzs izstrādājumiem.
Darba metodes un pamatpaņēmieni
Kalēja pamatdarbs ir metāla sildīšana un deformēšana, izmantojot dažādus paņēmienus:
- Karsta kalšana: metālu uzkarsē metālkalumā līdz pietiekami augstai temperatūrai un sit ar āmuru pret korpusu vai anvilu, lai to izstieptu, sabiezinātu vai izlīdzinātu;
- Presēšana un liekšana: izmanto preses un formveida instrumentus, lai iegūtu noteiktas formas bez atkārtotas sildīšanas;
- Metināšana un lodēšana: tradicionālā kalēja savienošana bija forge-welding (kausējumā savienojot karstus gabalus), mūsdienās pieejami arī elektriskie metināšanas veidi;
- Urbumi un perforācija: urbšana, plombēšana un perforācija detaļām vai dekoratīviem elementiem;
- Termiskā apstrāde: dzesēšana (kavēšana), temperēšana un atdzišana, lai mainītu metāla īpašības (cietību, trauslumu, elastību).
Rīki un iekārtas
Tipiskā kalēja darbnīcā ir:
- metālkalums (panna/uguns), kurās kurina oglēs vai mūsdienīgāk — gāzes vai elektriskie degļi;
- anvilis (kumode) kā stingra darba virsma;
- āmuri dažādam darbam (plakani, izliekti, kaltveida);
- kniedēšanas un griešanas instrumenti, knaibles, dūres;
- preses un lokšņu lieces iekārtas industriālā melnkalēja darbnīcā;
- drošības aprīkojums: acu aizsargi, cimdi, dzirdes aizsargi un elpceļu aizsardzība.
Vēsture un kultūras nozīme
Kalēji bijuši cieņā gandrīz visās kultūrās — no akmens laikmeta pārejām uz dzelzs laikmetu līdz viduslaiku amatnieku gildēm. Viduslaikos kalēji ražoja ieročus, lauksaimniecības rīkus, sadzīves priekšmetus un piedalījās pilsētu saimnieciskā dzīvē. Daudzos reģionos kalēja amata zināšanas tika nodotas no meistara uz mācekli, radot spēcīgas amatnieku tradīcijas. Mūsdienās kalējs var būt gan amatnieks, kas strādā pēc pasūtījuma un rada mākslinieciskus darbus, gan rūpniecības speciālists modernā metālapstrādes uzņēmumā.
Produkti un pielietojums
Kalēji gatavo ļoti plašu izstrādājumu spektru:
- instrumenti (cirvji, lāpstas, kaltu rīki),
- naži un zobeni (bladesmithing speciālisti),
- mēbeļu un arhitektūras detaļas (vārti, žogi, margas),
- restaurācijas darbi vēsturiskos objektos,
- specializētas tehniskas detaļas un remontdarbi,
- pakavnieka pakalpojumi un zirgu aprīkojums.
Apmācība un drošība
Apmācība var notikt kā tradicionālā meistardarbnīcas mācekļa ceļā vai profesionālās izglītības iestādēs ar metālapstrādes kursiem. Būtiski elementi apmācībā ir darba ar karstu metālu tehnika, termiskās apstrādes pamati un drošības prasību ievērošana. Drošības jomā svarīgi ir:
- pareiza aizsargaprīkojuma lietošana (acu, roku, elpošanas aizsardzība),
- labas ventilācijas nodrošināšana, lai mazinātu dūmu un putekļu ietekmi,
- apmācība par ugunsdrošību un pirmo palīdzību,
- pareiza instrumentu un iekārtu apkope.
Kalēja amats apvieno tehnisku zināšanu, roku prasmju un radošuma elementus. Gan tradicionālā amatniecība, gan mūsdienu rūpnieciskā melnkalēšana turpina attīstīties, saglabājot savas vietas gan kultūras mantojuma saglabāšanā, gan praktiskajā ikdienas lietojumā.
Kaltuve
Lai ar āmuru varētu veidot formu, dzelzij jābūt ļoti karstai. Karsta dzelzs ļoti ātri kļūst auksta. Kalējam ir tikai dažas sekundes, lai kaltu dzelzs gabalu, un tad tas atkal jāieliek atpakaļ ugunī, lai atkal kļūtu karsts.
Kalve ir īpaša krāsns metālapstrādei. Tajā ļoti karstā ugunī sadedzina ogles vai kokogles. Lai uguns degtu karstāk, kalvē tiek iepūsts gaiss ar silfonu. Kalējs ugunī ieliek dzelzs gabalus, lai tie sakarst un saglabātos karsti, līdz tos izmanto.
Dzelzs kalšanas veidi
Ir vairāki veidi, kā ar āmuru un karstumu mainīt dzelzs gabala formu. Šeit ir uzskaitīti svarīgākie veidi, ko izmanto kalēji:
- Liekšana: karsta dzelzs gabala kalšana ar āmuru, lai padarītu to izliektu vai veidotu tam stūri.
- Zīmēšana: karsta dzelzs gabala malu kalšana, lai to padarītu garāku un plānāku.
- Izjaucot: ar āmuru dauzot karsta dzelzs gabala galu, lai tas kļūtu īsāks un resnāks.
Perforators ir instruments, kas līdzinās īsam dzelzs stienim. Perforatora gals ir plakans.
- Caurumošana: kalējs ar āmuru caurumo caur karstu dzelzs gabalu, lai karstajā dzelzs gabalā izveidotu caurumu.
Kalts ir instruments, kas līdzinās īsam dzelzs stienim. Kalta gals ir ass griešanai.
- Griešana: ar kaltu daktilu iesitot karsta dzelzs gabala sānos, lai izveidotu divus īsākus gabalus.
- Skaldīšana: kalta iedzīšana karsta dzelzs gabala galā, lai no dzelzs stienīša izveidotu "Y" formu, lai izgatavotu dakšiņu.
- Kniedēšana: kniede ir kā mašīnskrūve ar galvu abos galos. Kniedes izmanto, lai savienotu dažādus dzelzs gabalus. Kalējs katrā dzelzs gabalā izveido caurumu vietā, kur viņš vēlas, lai gabali savienotos. Pēc tam caurumos ievieto kniedi, un kalējs ar āmuru uzliek kniedi, lai abos tās galos izveidotu galviņas.
- Metināšana: dažādu dzelzs gabalu pārvēršana vienā gabalā. Kalējs liek dzelzs gabalus tik karstus, ka tie gandrīz izkausējas. Pēc tam viņš saliek gabalus kopā un ar āmuru uzvelk tos tā, lai nebūtu redzama līnija, kur tie savienojušies. Metināšana ir vissarežģītākā lieta, kas kalējam ir jāapgūst un jāizdara.
Cietā dzelzs un tērauds
Dzelzs ir viens no 92 dabas elementiem.
Tērauds ir dzelzs ar nelielu oglekļa saturu (0,3 % līdz 1,7 % oglekļa pēc svara).
Visi metāli kļūst cietāki, kad kalējs tos metālkalēja āmuru vai liek. To sauc par "sacietēšanu". Ja kalējs metālu, kas jau ir sacietējis, saloka vai saliek, tas plaisā un lūzt. Lai padarītu apstrādātu metālu atkal mīkstu, lai kalējs varētu to vairāk kalt un liekt, kalējs metālu atkvēlina.
Lai atkvēlinātu dzelzi vai tēraudu, kalējs karsē metālu, līdz tas vairs nevelk magnētu, un pēc tam metālu liek ļoti lēni atdzist. Kalēji karsto metālu var apbērt ar smiltīm, lai tas atdzistu stundām ilgi. Tādējādi dzelzs vai tērauds kļūst ļoti mīksts.
Tērauds darbojas tāpat kā dzelzs, līdz kalējs to "termiski apstrādā". Tas ir īpašs veids, kā tērauds tiek karsts un pēc tam auksts, lai tērauds kļūtu pietiekami ciets un saglabātu griezējamo asmeni (asmeni). Asmens asmens, kas izgatavots no dzelzs gabala (nevis tērauda), ļoti drīz kļūs blāvs un neļaus griezt. Labi asmeņi (nažiem, kaltiem, cirvjiem un citiem instrumentiem ar griezīgām malām) vienmēr ir izgatavoti no tērauda, pēc tam termiski apstrādāti un pēc tam uzasināti.
Lai termiski apstrādātu tēraudu, kalējs silda tēraudu, līdz tas vairs nevelk magnētu, un tad tērauds ļoti ātri kļūst auksts. Kalējs to dara, ievietojot karstu tēraudu spainī ar ūdeni un pārvietojot to, līdz tas kļūst auksts. To sauc par "rūdīšanu". Kad tas ir pabeigts, tērauds ir tik ciets, cik vien tas var būt. Šī cietība var padarīt tēraudu trauslu, tāpēc, ja kāds tam trāpīs vai nometīs, tas var saplīst kā stikls.
Nākamais solis ir tērauda rūdīšana, lai tas nesadalītos kā stikls. Lai rūdītu tēraudu, kalējs pulē tērauda daļu, lai tā būtu gluda un spīdīga. Tad kalējs lēnām karsē tēraudu ugunī. Kad tērauda temperatūra ir no 300 līdz 650 °F (149 līdz 343 °C), pulētais tērauds iegūst dažādas krāsas. Šīs krāsas nesilda tumsā; tās izskatās kā krāsojums uz pulētā tērauda. Kad tērauds kļūst karstāks no 300 līdz 650 °C, tas mainās krāsās: dzeltenā, tad brūnā, tad violetā un tad zilā. Dzeltenais nozīmē, ka tērauds joprojām būs cietāks, zilais - ka tērauds būs mīkstāks (bet joprojām ciets). Kad tērauds kļūst tādas krāsas, kādu vēlas kalējs, viņš ieliek tēraudu spainī ar ūdeni, lai apturētu pārmaiņas. Dažādus instrumentus atlaidina dažādās krāsās, bet tas ir atkarīgs arī no tā, cik daudz oglekļa ir tēraudā. Parasti akmens kalti tiek rūdīti dzeltenā krāsā, bet cirvji kokiem tiek rūdīti zilā krāsā, taču kalējam ir jāizlemj.
Kalējs nekausē asmeņa malu plāni. Kalējs metālkalēja tēraudu tā, lai mala paliktu bieza. Pēc "termiskās apstrādes" un "atlaidināšanas" asmeņa malu slīpē ar akmeņiem, lai tā būtu asa.
Ja kalējam ir dzelzs vai tērauda gabals, bet viņš nezina, kurš no tiem tas ir, kalējs to var termiski apstrādāt kā tēraudu. Ja tas nekļūst ciets, tad tas nav tērauds. Dzelzs krāsa būs tāda pati kā tērauda, bet tā nebūs cieta.
Ja kalējam ir vecs tērauda darbarīks un viņš vēlas no tā izgatavot jaunu, atšķirīgu darbarīku, kalējs to atkvēlina. Tērauds tad būs ļoti mīksts kā dzelzs. Tad kalējs var to iekalt jaunā instrumentā, termiski apstrādāt un rūdīt, lai izgatavotu jaunu, cietu tērauda instrumentu.
Kalējam jābūt uzmanīgam, kalot rūdītu tēraudu vai rūdītu dzelzi, jo nelieli gabaliņi var atlūzt un lidot, un tie var ievainot acis. Daudzi kalēji valkā plastmasas aizsargbrilles, lai pasargātu acis.
Kalēju darinātas lietas
Vēsture
Pirmie kalēji bija hetīti. Viņi sāka apstrādāt dzelzi, lai izgatavotu darbarīkus ap 1500. gadu pirms mūsu ēras. Kopš tā laika kalēju darbarīku izgatavošanas veidi ir mainījušies ļoti maz.
Ap 1850. gadu tādas valstis kā Amerikas Savienotās Valstis un Apvienotā Karaliste izstrādāja jaunus veidus, kā ražot tēraudu un instrumentus rūpnīcās. Rūpnīcās darbarīkus tagad izgatavo ātrāk un par mazāku samaksu nekā kalēji. Valstīs, kurās ir daudz rūpnīcu, tagad ir ļoti maz kalēju.
Tie nedaudzie kalēji, kas vēl joprojām ir valstīs ar daudzām rūpnīcām, izgatavo dzelzs izstrādājumus, kas ir māksla. Šie kalēji izgatavo vārtus, kāpņu margas, kā arī krēslus un galdus āra telpām. Cilvēki pērk šo dzelzi kā mākslu, jo katrs gabals atšķiras no citiem.
Kalēja sieviete Anglijā
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir kalējs?
A: Kalējs ir cilvēks, kas strādā ar dzelzi un tēraudu. Viņi izmanto kalvi, lai veidotu metālu, un izgatavo no tā darbarīkus.
J: Cik daudz metālu bija pazīstami pirms aptuveni tūkstoš gadiem?
A: Pirms tūkstoš gadiem cilvēki pazina tikai septiņus metālus (dzelzi, zeltu, sudrabu, varu, alvu, svinu un dzīvsudrabu).
J: Kādas krāsas ir zelts?
A: Zelts ir dzeltens.
Kādas krāsas ir varš un sudrabs?
A: Varš ir sarkans, bet sudrabs, alva, svins un dzīvsudrabs ir dažādās pelēkās krāsās.
J: Kā parasti izskatās dzelzs?
A: Dzelzs virsma parasti ir pārklāta ar melnu oksīdu, kas ir sava veida rūsas. Tas piešķir tai tumšu krāsu, tāpēc angļu valodā to sauc par "melno metālu".
J: Kas strādā ar dzelzi kā kalējs?
A: Kalējs strādā ar dzelzi tāpat kā kalējs, bet viņa darbs ir saistīts tikai ar pakavu izgatavošanu.
Jautājums: Kādas krāsas vēl ir citiem metāliem?
A: Citiem metāliem ir gaišas krāsas, piemēram, pelēka vai balta.
Meklēt