冰雪有光
——冰上“速度與激情”的奧秘在這里

文/武漢華工激光工程有限責(zé)任公司

速滑項(xiàng)目被稱為冰上的“速度與激情”，也是中國(guó)隊(duì)的熱門項(xiàng)目，一直備受關(guān)注。

但是，速度可達(dá)14米～20米/秒的高速冰鞋若觸及運(yùn)動(dòng)員，輕則劃傷皮膚，嚴(yán)重的甚至造成生命威脅，冰鞋利刃可謂是速度與危險(xiǎn)并存。

冰刀的結(jié)構(gòu)

其實(shí)，冰刀并不是真正的刀，而是裝在冰鞋底下的鋼制刀狀物，是冰鞋最重要的部位，由刀管和刀片兩部分組成，如圖1所示。

圖1 冰刀結(jié)構(gòu)

冬奧會(huì)項(xiàng)目中涉及需要穿著冰鞋的有四項(xiàng)比賽，其中，速度滑冰和短道速滑對(duì)速度要求最高，冰刀刀身長(zhǎng)，刀刃窄且平，蹬冰面積大而摩擦阻力小，與花樣滑冰、冰球項(xiàng)目的冰鞋大不相同，詳見圖2。

圖2 不同的刀刃截面

速滑冰刀的刀管約0.8mm，刀片平均厚度為1.4mm。也就是說，拿速滑冰刀切菜，無(wú)異于用菜刀刀背，使不上勁兒。

由于刀管和刀片焊接要求強(qiáng)度高、溫度適應(yīng)性好、美觀性好，而且涉及異種材料焊接，因此激光焊接成為冰刀焊接的最優(yōu)解。

冰刀是怎樣煉成的

刀管材料一般是具有高屈服強(qiáng)度的高強(qiáng)鋼，在運(yùn)動(dòng)員速滑過彎時(shí)，速度非常快，離心力大，冰刀輕微變形，在過彎之后，高強(qiáng)鋼可以滿足冰刀回彈的需求，完成彈性變形。

刀片的主要材料也是鋼，不同質(zhì)量的冰刀主要取決于碳含量，與刀管焊接時(shí)涉及異種材料焊接。較高等級(jí)鋼材制作的冰刀邊緣使用壽命更長(zhǎng)，但硬度更高的鋼材直接提升焊接難度。

碳素鋼冰刀

一般為初學(xué)者使用，正常情況下，碳素鋼制成的冰刀經(jīng)熱處理后表面硬度為56～64HRC。

由冰川作用塑造的地貌。

別名：海螺溝冰川森林公園

號(hào)稱：世界海拔最低冰川

溝長(zhǎng)：30.7千米

景點(diǎn)：紅石公園、冰川森林、草海子、大冰川瀑布、燕子溝、南門關(guān)溝

解讀：海螺狀的溝地匍匐著紅石 富氧的風(fēng)輕叩著雪山冰川的門 仿佛法王的號(hào)角喚醒鳥兒久遠(yuǎn)的記憶 灼熱清冽的泉水啊治愈洗滌了多少人的病痛和心靈

中華地理

八大地貌的最美景區(qū)

07

海螺溝

峽谷地貌

四川甘孜

不銹鋼、高等級(jí)碳鋼或高速工具鋼冰刀

一般為熟練或中級(jí)愛好者使用，冰刀用鋼等級(jí)較高，其有較強(qiáng)的抗腐蝕性能，并能使滑冰者改善頻繁的跳躍和旋轉(zhuǎn)。

粉末合金（PM）

一般為國(guó)際競(jìng)技或發(fā)燒愛好者使用，屬高端冰刀用鋼，只有國(guó)外少數(shù)公司可以生產(chǎn)，且有相關(guān)的矯正設(shè)備。

國(guó)際比賽級(jí)用的冰刀一般要具有耐磨、抗腐蝕、工作面適用不同冰面硬度、輕質(zhì)、后期打磨次數(shù)少、適應(yīng)頻繁跳躍、滑動(dòng)且不易與鞋底連接脫焊等基本必備特點(diǎn)。

冰刀居然不是直的

冰刀的側(cè)面形狀和刀刃設(shè)計(jì)中都有著豐富的力學(xué)原理。就短道速滑冰刀而言，冰刀不是直的，而是有弧度的，這種擺線形設(shè)計(jì)有利于運(yùn)動(dòng)員在具體發(fā)力時(shí)降低冰面和冰刀之間的摩擦。

同時(shí)，速度滑冰運(yùn)動(dòng)員在過彎時(shí)，速度極高，離心力極大，冰刀也會(huì)輕微變形，矯直后焊縫需保持強(qiáng)度且不變形。

除了材料和形狀對(duì)冰刀焊接提出的要求，還有低溫條件下焊接位不開裂、焊縫美觀的需求。

冰雪有光

不論是哪種結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)度，激光焊接都能實(shí)現(xiàn)冰刀鞋的使用需求，既包括抗壓、抗彎、抗拉力的不變形需求，也能保證在冰場(chǎng)低溫環(huán)境下（甚至是-20℃），焊接位密閉、不開裂。

目前，冰刀焊接可采用機(jī)器人自動(dòng)激光焊接，對(duì)不同規(guī)格參數(shù)的冰刀零部件，以及不同的組合方式進(jìn)行焊接，60s內(nèi)就能完成一副冰刀焊接。

智能化冰刀焊接生產(chǎn)線讓冰刀的實(shí)用性和美觀性同步實(shí)現(xiàn)。

結(jié)束語(yǔ)

行業(yè)雖小眾，華工激光自2018年積極探索讓冰刀制造國(guó)產(chǎn)化程度更高的方案，除了能夠滿足對(duì)高強(qiáng)鋼材料的焊接需求之外，還在進(jìn)一步探索如何通過輔助手段減少矯形等后期工作量，以及通過自動(dòng)化將工序提質(zhì)升效。

這些研究新方向，都是為了中國(guó)速滑市場(chǎng)能更好服務(wù)運(yùn)動(dòng)，在更完善的服務(wù)配套設(shè)施落地后，你有沒有體會(huì)到冰雪運(yùn)動(dòng)的快樂呢。