Flux de soudure à la forge : La chimie de comment la cendre de paille et le jus de boue lient l'acier

Pourquoi l'acier colle à l'acier

Lors de la forge d'une épée japonaise (tanren), le tamahagane est chauffé, replié et frappé ensemble à plusieurs reprises pour former une masse unique. Ce processus d'« assemblage d'acier à l'acier » s'appelle soudure à la forge (tansetsu). La technique de pliage répété et la construction qui intègre l'acier extérieur (kawagane) et l'acier du cœur (shingane) sont entièrement construites par l'accumulation de ces soudures à la forge.

Cependant, frapper simplement l'acier chauffé ensemble ne résulte pas en une soudure réussie. C'est parce que la surface de l'acier s'oxyde rapidement. Le problème est résolu par l'utilisation de cendre de paille (warabai) et de pâte d'argile (dorojiru) saupoudrées pendant la soudure à la forge.

L'ennemi de l'acier : l'écaille d'oxydation

Lorsque l'acier est chauffé à des températures élevées, le fer à sa surface réagit avec l'oxygène dans l'air, créant une couche d'oxyde de fer appelée écaille d'oxydation (peau noire). Quand cette couche d'oxyde couvre la surface de l'acier, aucune quantité de frappement ne permettra à l'acier de se souder métalliquement, laissant des impuretés et des vides à la surface de jonction. C'est la cause de défauts de jonction tels que les fissures de forge (kitaewere).

La clé de la soudure à la forge réussie est de maintenir une surface d'acier propre au moment de la jonction et de prévenir l'oxydation. C'est là que les deux agents de flux de forge—cendre de paille et pâte d'argile—interviennent.

La fonction de la cendre de paille et de la pâte d'argile

Avant la soudure à la forge, le maître-forgeron saupoudre de la cendre de paille (cendre de paille brûlée) et de la pâte d'argile (argile dissoute dans l'eau) sur l'acier chauffé. On pense qu'ils fonctionnent comme suit.

• Ils forment un revêtement protecteur contre l'oxydation. En couvrant la surface de l'acier avec de la cendre et de la pâte d'argile, ils bloquent le contact avec l'air et préviennent la formation ultérieure d'écailles d'oxydation.
• Ils fondent et éliminent les impuretés. Quand les composants principaux de la cendre de paille fondent à des températures élevées, ils incorporent l'oxyde de fer à la surface de l'acier, formant une scorie fluide (noro). Quand frappé avec un marteau au moment de la soudure à la forge, cette scorie est expulsée de la surface de jonction, permettant aux surfaces d'acier propre de se souder directement.

En d'autres termes, la cendre de paille et la pâte d'argile jouent un double rôle : prévenir l'oxydation tout en « éliminant » les couches d'oxyde gênantes.

L'œil du maître-forgeron pour le timing

Le processus de saupoudrage du flux de forge et d'élévation de l'acier à la température appropriée pour la soudure est l'un des moments les plus exigeants pour un maître-forgeron. Si la température est trop basse, l'acier ne se soudra pas ; si trop élevée, l'acier lui-même fond et est ruiné.

Le maître-forgeron observe la couleur de l'acier dans le four (couleur de feu) et l'apparence de la scorie à la surface pour déterminer le moment idéal pour amener (wakashi) le métal avant la soudure. Le moment quand la cendre de paille et la pâte d'argile ont fondu de manière appropriée et la surface semble humide est le bon moment pour frapper. Ce jugement est confié non à des instruments, mais à l'œil et à l'expérience du maître-forgeron.

La qualité des soudures à la forge est reflétée dans le grain

La qualité de la soudure à la forge est directement reflétée dans le grain (jigane) de l'épée finie. Si la soudure est incomplète quand le forgeage répété se produit, des défauts appelés fissures de forge (kitaewere) ou bulles (fukure) peuvent apparaître aux limites des couches, se manifestant comme des fissures fines ou des gonflements. Inversement, dans une épée où le forgeage a été effectué de manière idéale, d'innombrables couches sont liées sans vides, et les motifs de grain tels que itame et mokume apparaissent serrés et denses.

Lors de l'appréciation ou de l'achat d'une épée, observez le grain du jigane soigneusement sous une lumière brillante, en changeant graduellement l'angle de la lame. Le grain dense et brillant et l'absence de fissures ou de gonflements contre nature sont des signes—et vérifier ceux-ci est un moyen de confirmer avec vos propres yeux la compétence de forgeage des maîtres-forgerons des siècles passés. Il convient de noter que de petites marques de forge ne sont pas rares dans les épées anciennes, et la valeur n'est pas déterminée par la présence ou l'absence de défauts seuls. Il est important de les évaluer dans le contexte de l'ensemble, y compris leur position et leur degré.

Les techniques traditionnelles transmises jusqu'à nos jours

Dans la forge générale moderne, des agents de flux disponibles dans le commerce tels que le borax (hosha) sont largement utilisés. Cependant, dans la forge traditionnelle des épées japonaises, la technique d'utilisation de la cendre de paille et de la pâte d'argile continue d'être pratiquée aujourd'hui. Cette compétence d'utiliser habilement des matériaux facilement disponibles tels que la paille et l'argile est la sagesse de nos prédécesseurs née de l'accumulation d'une longue expérience, et les maîtres-forgerons modernes continuent à forger tout en adhérant à ces fondamentaux.

La chimie invisible qui soutient les grands sabres

La cendre de paille et la pâte d'argile ne restent pas à la surface de l'épée finie. Cependant, sans ces simples agents de flux de forge, ni le pliage répété ni la construction ne pourraient avoir lieu, et les épées japonaises ne pourraient pas être faites du tout. Ces matériaux humbles et inaperçus sont véritablement les héros silencieux du processus de soudure à la forge qui unifie l'acier.

Quand on regarde le grain complexe d'une épée japonaise, rappelez-vous que chaque couche a été liée sans vides avec l'aide de la cendre de paille et de la pâte d'argile. La force et la beauté des grands sabres sont construites sur cette accumulation de chimie invisible.

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