Горнова зварювання - найдавніший вид зварювання тиском. Протягом майже трьох тисячоліть людство широко користувалося залізом, не вміючи його розплавити, тому до заліза не можна було застосовувати давно відому ливарну зварювання і була винайдена Горнова зварювання, спосіб, як би призначений для заліза. Розквіту і розвитку горновий зварювання надзвичайно сприяв і сам спосіб виробництва заліза, що існував протягом тисячоліть до другої половини XIX століття.
При горновий зварюванні сталь нагрівають до переходу в пластичний стан, нагрітий метал піддають здавлення в процесах кування (ковальське зварювання), прокатки, пресування, волочіння і т. Д. Сталь потрібно нагрівати до температури 1100-1300 ° С, про всяк випадок вище точки перетворення alpha -gamma.
Розглянемо коротко основні процеси, що відбуваються в металі з підвищенням його температури, зупинившись для прикладу на вуглецевих сталях. З підвищенням температури після досягнення критичної точки Ас3 звичайне alpha-залізо переходить в gamma-залізо, добре розчиняє вуглець у великих кількостях. При цьому цементит і перліт стали зникають, вуглець розподіляється рівномірно по об'єму металу, який переходить в однорідний аустеніт. При подальшому підвищенні температури спостерігається зростання зерен металу, тобто кордони між зернами зникають, кілька дрібних зерен зростаються в одне велике зерно, прагнучи зменшити загальну вільну поверхню. При цій температурі і починається сварка, тобто освіту в прикордонній зоні нових кристалічних зерен, запозичують матеріал для свого зростання від обох з'єднуються частин, що веде до знищення фізичної кордону розділу між частинами.
Міцність зварювання зростає зі збільшенням температури і тиску в певних межах. При надмірному підвищенні температури можуть наступити явища перегріву металу і розплавлення окремих структурних складових, що веде до зниження міцності зварного з'єднання.
Місце зварювання можна нагрівати різними джерелами тепла. Особливо високих температур не потрібно, і необхідний нагрів може бути отриманий в різних печах і горнах, опалювальних твердим, рідким або газоподібним пальним. Більшість звичайних горючих матеріалів при спалюванні їх з повітрям в печах належного пристрою забезпечує достатній нагрів.
Поверхні деталей, що зварюються, навіть ретельно зачищені попередньо, в процесі нагрівання зазвичай значно окислюються, шар окислів робить зварювання неможливою. Для очищення поверхні зварювання від оксидів необхідно вдаватися до хімічному очищенню, застосовуючи флюси, що утворюють з оксидами металу легкоплавкі з'єднання, легко видавлюються з стику в процесі опади і, таким чином, що дозволяють приводити в зіткнення абсолютно чисті поверхні металу.
При нагріванні стали утворюється залізна окалина, склад якої коливається між оксидами FeO і Fe3O4, досить тугоплавкими і не розплавляється при температурі сказу. Ці оксиди мають основний характер, тому для їх офлюсованія або ошлакования, тобто перекладу в легкоплавкі з'єднання, рідкі при температурі зварювання, слід застосовувати оксиди кислотного характеру, нелеткі і досить стійкі при температурі зварювання. Флюсами при горновий зварюванні можуть; служити: бура Na2B4O7, борна кислота В (ОН) 3, кухонна сіль NaCl, дрібний річковий або кварцовий пісок, бій віконного скла, а також їх суміші.
Після нагріву і офлюсованія місця зварювання виконують операцію опади. Осадка викликає значну деформацію металу, протягом його вздовж поверхонь з'єднання, що сприяє перемішуванню і взаємної дифузії частинок металу з'єднуються частин. Величина необхідного питомого тиску при осіданні залежить від властивостей металу, що зварюється і температури нагріву. Чим вище нагрів, тим менше потрібно тиск опади. Осадка може проводитися ручної або механічної проковуванням місця - пресуванням, прокаткою. Таким шляхом може бути отримана, наприклад, багатошарова листова сталь. Подібним же чином виготовляють біметал за допомогою спільної прокатки розігрітих заготовок, наприклад стали і нікелю, вуглецевої сталі і неіржавіючої сталі або міді і т. Д.
При горновий зварюванні завжди досить велика ймовірність залишення окислів, окалини та інших забруднень на поверхнях металу, які підлягають зварюванню. Нагрівання до пластичного стану не забезпечує видалення забруднень в процесі опади, особливо при значних розмірах перетинів зварювання. Тому для підвищення надійності горновий зварювання прагнуть збільшити поверхню зіткнення з'єднуються частин, з цією метою поверхню перед зварюванням відповідним чином готують і обробляють.
Якщо осаду проводиться, наприклад, проковуванням таким чином, що вона зменшує перетин металу місця зварювання, то вдаються до попередньої висадці з'єднуються частин. Незважаючи на відносну простоту процесу і відсутність витрат дефіцитних матеріалів, Горнова зварювання в даний час мало використовується, відходячи на другий план, поступаючись місцем сучасним, більш досконалим і продуктивним способам зварювання.
Істотними недоліками горновий зварювання є: повільність нагріву металу і, отже, низька продуктивність процесу; складність процесу опади, що вимагає значної кваліфікації робітників; недостатня надійність одержуваного зварного з'єднання. До цього приєднується можливість значного зростання зерна, перегріву і перепалу металу через тривалість процесу нагріву. Мала продуктивність робить горнову зварювання дорогою, а міцність зварного з'єднання виходить зниженою і хитається в широких межах. Ці причини і пояснюють поступове витіснення горновий зварювання в сучасному виробництві.
Різновидом горновий зварювання є способи, при яких виріб для нагріву не поміщається в спеціальну піч, а місце зварювання нагрівається спеціальними зварювальними пальниками. Методом подібного роду є газопрессовая зварювання. Місце зварювання можливо нагрівати більш дешевими промисловими газами, спалювали в суміші з повітрям у спеціальних пальниках. За пальниками слід осадове пристрій у формі молотів, які виробляють проковку шва, прокатних вальців, зварювальних роликів, що котяться по шву, які виробляють осадку і здійснюють таким чином зварювання деталей, найчастіше сталевих листів.
Є галузі виробництва, де Горнова зварювання і зараз зберігає провідне становище, наприклад виробництво зварних газових труб, переважно невеликих діаметрів, не більше 100 мм. Смуги стали нагрівають в печах, потім нагріта смуга зі свертишем на кінці протягують через волочильний оправлення зі швидкістю кілька десятків метрів в хвилину, відбувається згортання смуги в трубу і заварка поздовжнього шва. Виробництво таких труб має масовий характер, і вони випускаються тисячами кілометрів для газових, водопровідних мереж та ін.
Зберегла Горнова зварювання значення у виробництві різного складеного інструмента з виробної та інструментальної вуглецевої сталі (сокири, ломи, кирки і т. П.).