Esse, Hammer, Amboß
Schmiedetechniken in der Experimentellen Archäologie
Ähnlich wie bei vielen organischen Artefakten ist der erhaltungsbedingte Zustand eiserner archäologischer Objekte stark in Mitleidenschaft gezogen. Um einen Eindruck bezüglich des Aussehens, der Funktion, bzw. Tauglichkeit und des Herstellungsaufwandes zu gewinnen, bietet sich die experimentelle Archäologie an. Bei dem Versuch archäologisch relevante Eisenbearbeitungstechniken nachzuvollziehen vermischen sich rekonstruktive und experimentelle Herangehensweise in z.T. starkem Maße. Dies reicht von der Nachahmung dekorativer Schmiedemuster aus Plastilin zur grundsätzlichen Klärung eines Herstellungsverfahrens bis zur nahezu originalgetreuen experimentellen Rekonstruktion zum Zwecke wissenschaftlicher Beobachtung unter Einbeziehung archäologisch nachgewiesener Werkzeuge, Werkstätten und Materialien (Eisenwerkstoffe, Brennstoffe etc.). Darüber hinaus können die gewonnenen Erfahrungen und Ergebnisse einem interessierten Publikum durch Handwerkvorführungen oder die Präsentation der gefertigten Erzeugnisse inklusive der Herstellungsschritte, Zwischen- und Abfallprodukte zugänglich gemacht werden.
Voraussetzung
Nach der sach- und fachgerechten Bergung eiserner Artefakte erfolgt die Restaurierung zur Konservierung der überlieferten Substanz. Je nach angewandtem Restaurierungsverfahren können schon erste Erkenntnisse bezüglich der verwendeten Materialien, der Herstellungstechnik oder der Originaloberfläche gewonnen werden. Erfolgt keine angemessene Restaurierungsmethode, beispielsweise der Einsatz hoher Temperaturen bei Schneidwaren, besteht die Gefahr, daß bei späteren Untersuchungen einige Herstellungsverfahren die für die Qualität eines geschmiedeten Objektes mit entscheidend sind, nicht mehr festgestellt werden können. Da bei Schmiedeerzeugnissen die Art der eingesetzten Herstellungstechniken und Eisenwerkstoffe nach erfolgter Restaurierung oft nicht zu ermitteln sind, ist zur Klärung dieser Aspekte eine metallkundliche Untersuchung erforderlich. Abhängig von der Fragestellung können eine Vielzahl von Methoden kombiniert werden. Viele Untersuchungen, zum Beispiel die Durchleuchtung mit Röntgenstrahlen, erlauben einen "Einblick" in das zu untersuchende Artefakt ohne weitere Eingriffe, jedoch mit begrenzten Aussagemöglichkeiten. Zur weiteren Klärung von Material, Qualität und Aufbau sind zum Teil Probeentnahmen erforderlich, welche eine partielle Zerstörung des Objektes bedingen. Nach Abschluß der naturwissenschaftlichen Untersuchungen werden zunächst theoretisch die Möglichkeiten die zur Herstellung eines Gegenstandes geführt haben erarbeitet. Dies ist die Grundlage auf welcher artefaktbezogene schmiedetechnische Experimente aufbauen.
Versuche mit Eisenprodukten aus Experimenten zum Rennofenprozeß
Viele Schmiedeversuche werden im Anschluß an Experimente zur Eisenverhüttung durchgeführt. Die bei der Verhüttung entstehenden Erzeugnisse variieren je nach Einsatz von Erz, Ofentyp und Verfahren. Die Verwendbarkeit des entstandenen Rohmaterials, der Eisenluppe, kann neben einer metallkundlichen Untersuchung auch durch die Anwendung verschiedener Schmiedetechniken getestet werden. Nicht selten konnten auf diese Weise Fehler beim Verhüttungsexperiment verdeutlicht werden. Teilweise lag die Schwierigkeit bei der Verdichtung der sehr inhomogenen Eisenluppe mittels der erforderlichen Temperaturen und dem notwendigen Druck (zwischen Hammer und Amboß). Die im Experiment hergestellte Eisenluppe zerfiel unter dem Hammer in noch kleinere Teile, anstatt sich zu einer Einheit zusammenzufügen.
Damaststäbe
Gelingt es aus der Eisenluppe einen ausreichend festen Barren zu schmieden, sollten Versuche mit mehrfachen Feuerschweißungen folgen, da ein einmaliges Gelingen noch keine volle Brauchbarkeit für stark beanspruchte Gegenstände, wie z.B. Werkzeuge, garantieren. Erfahrungsgemäß zeigt sich erst nach mehreren Schweißgängen wie tauglich ein Rohstoff für die Erzeugung großer oder gezielt zusammengesetzter Objekte ist, weil sich unvollständig gelungene Schweißnähte nach weiteren Arbeitsschritten lösen können und unter Umständen die Fertigstellung vereiteln. Eine Feuerschweißung geht grundsätzlich immer mit einer starken Verformungen einher, so daß Nachschweißungen mißglückter Verbindungen nur begrenzt möglich sind. Tritt beispielsweise ein Schweißfehler bei einer nahezu fertig geformten, damaszierten Klinge auf, kann es sein, daß eine zu geringe Materialstärke eine Nachschweißung nicht mehr zuläßt. In einem solchen Fall muß die Klinge als Ausschuß oder zumindest von stark minderer Qualität angesehen werden (auch bei Funden nachgewiesen).
Saxklinge
Weitere Möglichkeiten der Materialprüfung wären das Schmieden zu einem dünnen Blech, das verdrehen (tordieren) von Vierkantstäben sowie Biege- und Bruchversuche, um die Sprödigkeit und die Rissanfälligkeit zu bestimmen. So sind in der Abbildung am mittleren Stab bei der Torsion aufgetretene Risse zu erkennen, welche am Ende des Stabes für die Einschnürung und den entstandenen Bruch verantwortlich sind. Handelt es sich bei dem Eisenwerkstoff um Kohlenstoffstahl (Eisen mit ca. 0,5-1,3% Kohlenstoffgehalt) wird er sich durch größeren Verformungswiderstand beim Schmieden und die Eigenschaft der Härtbarkeit ausweisen.
Die Grundlagen der Schweißverbundtechnik bzw. der Schweißdamaszierung
Der Ursprung der Schweißverbundtechnik liegt in den Eigenschaften des Eisens und des Stahls begründet. Eisen (Eisen mit max. 0,3% Kohlenstoffgehalt) enthält kaum die Härte erhöhende Legierungselemente und ist weich und biegsam. Stahl ist mit Kohlenstoff oder Phosphor legiert, was die Härte, aber auch die Sprödigkeit und Bruchgefahr erhöht. Bei Kohlenstoffstahl kann durch das rasche Abkühlen eines rotglühenden Werkstücks (ca.850°C) in Wasser oder Öl die Härte um ein vielfaches gesteigert werden.
Für Schneidwerkzeuge und lange dünne Gegenstände wie Schwertklingen waren beide Sorten nur bedingt geeignet und man versuchte die Eigenschaften durch Feuerschweißung zu kombinieren. Die beiden wichtigsten Komponenten sind die Temperatur, welche der Schmied bei leicht abgedunkelter Schmiede an der Glühfarbe des Eisens erkennt und die Hammerschläge. Dabei ist es wichtig jede Kontaktstelle mit festen Schlägen voll zu treffen, deshalb auch die starke Verformung. Die Schweißtemperatur liegt je nach Kohlenstoffgehalt zwischen 950°C und 1250°C. Bei jedem Erhitzungsvorgang im Schmiedefeuer entsteht auf der Oberfläche des Werkstücks eine dünne schwarze Zunderschicht, wie auf dem oberen und mittleren Stab im Bild ersichtlich.
Für einen qualitätvollen Schweißvorgang ist allerdings der Kontakt der blanken Metallstücke erforderlich, weshalb gerne Schweißmittel eingesetzt werden. Schweißmittel, zum Beispiel Quarzsand vermischt mit Pottasche, schmelzen bei Temperaturen unterhalb der Schweißtemperatur und verhindern eine Zunderbildung auf der zu schweißenden Oberfläche, bzw. lassen den bereits entstandenen Zunder unter den Hammerschlägen abfließen. Eine gelungene Schweißnaht ist dauerhaft und hoch belastbar.
Sowohl beim Schmieden , wie auch beim Schleifen, sind verschiedene Eisenwerkstoffe mehr oder weniger deutlich voneinander optisch zu unterscheiden. Daß der Einsatz der Schweißverbundtechnik über den funktionalen Aspekt hinaus auch zur dekorativen Anwendung kam, ist diesem Umstand zu verdanken und auf dem unteren Stab zu erkennen.
Alter und Entwicklung der Schweißverbundtechnik bzw. Damaszierung
Das Zusammenschweißen von Eisen- bzw. Stahlsorten geht bis in die frühe Eisenzeit zurück. Mustergesteuerte damaszierte Klingen sind in der Latène- und Römerzeit noch in der Minderheit. Allerdings versuchte man durch einen geschickten Aufbau der Klingen die Eigenschaften zu verbessern. Meist wurden harte Materialien an der Schneide verwendet, während im Klingenkörper weiches Schmiedeeisen eingesetzt wurde.
Der mustergesteuerte "klassische" Damast wird erst seit Anfang des 3. Jahrhundert. AD. festgestellt. Meistens wurden Stäbe mit 4 Schichten Eisen und 3 Schichten Stahl zusammengeschweißt, wobei man schnell die Möglichkeit einer dekorativen Verwendung dieser Herstellungstechnik entdeckt hat.
Mustersteuerung und Klingenaufbau bei Schwertklingen
Seit dem 3. Jhd. AD. finden sich gleichzeitig tordierte und gerade 7-lagige Stäbe, die verschiedentlich in der Klinge eingesetzt wurden. Die häufigste Mustersteuerung ist die Torsion. Bei der Torsion wird ein mehrlagiger Damaststab Abschnitt für Abschnitt erhitzt und verdreht und bekommt dadurch ein schraubenförmiges Aussehen.
Für einen aus drei Damastbahnen zusammengesetzten Klingenkern tordiert man zum Beispiel zwei Stäbe in der einen Richtung und einen in der anderen (Fischgrät- oder Winkeldamast). Die Stäbe werden dann wieder zu einem Vierkantstab geformt und zusammengeschweißt. Wird der Damaststab nur abschnittsweise verdreht können die Einzelteile so versetzt zusammengefügt werden, daß immer ein tordierter Abschnitt neben einem geraden zum liegen kommt, wie man auf der Abbildung sieht. Am einfachsten ist es, diese Kombination mit einer Stahlschneide zu versehen (Sax), oder eine rundum laufende Schneide anzuschweißen (Spatha). Man kann aber auch zwei solcher Kombinationen zusammenschweißen, evtl. sogar mit einer eisernen Zwischenschicht. Die Spitze des Schwertes wird vorgeformt, ebenso der Stahl für die Schneiden und an den Damastkern angeschweißt. Nun kann die Klinge in die gewünschte Form geschmiedet, geschliffen und poliert werden. Das Muster variiert stark, je nachdem wieviel von einem tordierten Stab heruntergeschliffen wird. Nach der Politur , gegebenenfalls mit anschließender Ätzung, kommt das Muster zum Vorschein.
Schlußbemerkung
An archäologischen Funden sind mannigfaltige Muster- und Klingenaufbauten nachgewiesen. Neben häufig auftretenden Motiven , beispielsweise der Winkeldamast, kommen auch Stücke mit stark individuellem Charakter vor. An der Qualität der Ausführung und der Präzision und Gleichmäßigkeit der Muster läßt sich selbst bei einfachen Techniken das Können und der Sachverstand eines Schmiedes nach erfolgter Untersuchung ablesen. Schmiedetechnische Versuche tragen wesentlich dazu bei, die dahinterstehende Kunst besser zu verstehen und zu beschreiben.
Seit vor wenigen Jahrzehnten die beinahe "verloren" gegangene Technik des Damastschmiedens wieder entdeckt wurde, die beiden Schmiede Manfred Sachse und Heinz Denig wären hier unter anderen als Pioniere zu nennen, entstand im Laufe der Zeit ein regelrechter Boom. Speziell auf dem Sektor der Messerklingen beschäftigen sich heutzutage viele Schmiede mit dem Thema. Hierbei kam es zu einer stetigen Weiterentwicklung dieser weltweit verbreiteten Schmiedekunst.
Literatur
- Denig, Heinz: Alte Schmiedekunst , Damaszenerstahl. Beiträge zur pfälzischen Volkskunde. 2.Aufl.. Inst. Für Pfälzische Geschichte u. Volkskunde. Kaiserslautern 1990.
- Denig, Heinz: Alte Schmiedekunst, Damaszenerstahl, Band 2. Otterbach 1999.
- Pleiner, Radomir: The Celtic Sword. Oxford 1993.
- Sachse, Manfred: Damaszenerstahl - Mythos, Geschichte, Technik, Anwendung. 2. erweiterte Aufl.. Düsseldorf 1993.
- Ypey, Jaap: Europäische Waffen mit Damaszierung. In: Arch. Korrespondenzblatt 12, 1982.