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大型銅合金藝術鑄造雕塑的焊接
發布日期:2017-03-09     瀏覽:4005次     文字分類:雕塑知識  
1青銅
1.1青銅配方

青銅是以錫、硅、鋁等其它金屬元素為主要元素的銅合金,并以主要元素命名為錫青銅、硅青銅等。錫青銅不僅是使用最悠久的金屬材料,也是現代藝術鑄造使用最廣的藝術鑄造材料。青銅的最大特點是鑄造性能好,并具有很好的耐腐蝕性能與著色性能,同時還具有良好的力學性能?,F代巨型青銅雕塑大多采用美國C90300錫青銅配方,其合金成分為錫7.5%~9.0%,鋅3.5%~5.0%,銅86.0%~89.0%。國內相應的牌號為ZCuSn8Zn4。1.2錫青銅配方焊接實例

圖1青銅巨型雕塑《錢王射潮》1.2.1《錢王射潮》青銅巨型雕塑介紹

《錢王射潮》巨型雕塑藝術工程起步于2006年,2007年10月正式開始放樣制作。2008年9月安裝結束。目前已成為錢塘江南岸江際線上的標志性藝術景觀,渾厚雄偉、氣勢磅礴、撼人心魄。1.2.2《錢王射潮》巨型雕塑焊接工藝

《錢王射潮》巨型雕塑,分上下兩部分,分別采用泥型放大樣,采用樹脂砂型鑄造和熔模精密鑄造相結合的工藝,鑄造銅合金配方為C90300錫青銅配方。在焊接組裝方面,《錢王射潮》巨型雕塑一改大型雕塑普遍采用的制造工廠內先預裝,安裝現場再總裝的制造工藝流程,而是直接把鑄件型塊運抵安裝現場進行總裝。在制造環節,把大型塊分成2平方米左右的型塊鑄造,這樣就有效地減少了大型塊鑄造氣隔、跑火、夾砂、澆不足等鑄造缺陷。同時也有利于控制鑄件的厚度,降低脹箱幾率。這樣就大大提高了鑄件的成品率,并有利于運輸。在每個型塊上標注規范的定位線和中線,則更有利于現場安裝?,F場安裝,普遍采用MIG焊接。焊縫縫隙<3mm的打坡口。坡口形狀為X或V形,坡口角度為60deg;~70deg;,坡口間隙為2~4mm,鈍邊2~4mm;焊縫間隙<3mm的,不打坡口,但要采用雙面焊接;不能采用雙面焊接的,且焊縫<4mm,打ldquo;Vrdquo;形坡口;焊接工藝流程先外焊后里焊,里焊時先用鋼絲輪或砂布輪清除外焊面的殘余焊劑、氧化物及其他夾雜物,方可施焊;易變形部分的焊接,采用間斷焊接的工藝,即在施焊部位先焊50~100mm,等溫度降低到80~200℃時,錘擊以消除應力,再施焊50~100mm,如此反復。規范的焊接工藝,確保了極高焊接質量,大大增強了巨雕的安全性能。2白銅

2.1白銅配方

白銅的主要合金元素是鎳,所以也稱為鎳白銅。如果再加入鋅、錳等,則稱為鋅白銅、錳白銅等。白銅在室外大型雕塑的應用較少,但由于其特殊的表面色澤,而廣受歡迎。白銅配方目前普遍采用的是銅70%,鎳11%,錫3%,鋅16%配方。2.2白銅配方焊接實例

白銅由于其合金的本身特性,焊接較為困難。大型巨型雕塑又必須保證一定焊接性能,以確保安全的力學性能需求?,F以落成于深圳證券交易所廣場,高48m巨型白銅雕塑《龍盈乾坤》為例介紹白銅的焊接工藝。圖2白銅巨型雕塑《龍盈乾坤》2.2.1巨型白銅雕塑《龍盈乾坤》介紹

深圳證券交易所廣場是深圳市中心區的重要公共空間。2014年11月15日,《龍盈乾坤》巨型白銅雕塑成功落成。雕塑以簡約方正充滿活力的現代化建筑為背景,呈現出古典與現代,民族與世界,雄渾與細膩的協調呼應。是堪稱經典的開放的、互動的空間藝術組合體,塑造、提升著深圳的城市人文元素和人文定位。雕塑群由聞名中外的藝術家韓美林先生傾情創意設計?!洱堄ぁ肪扌桶足~雕塑以牛頭為基,寓意開拓耕耘,堅韌不拔的精神,這也契合了深圳的城市精神主旋律;兩條蛟龍騰空而起,組成莊重遒勁的龍門,寄托著護佑吉祥和祥瑞盈門的美好祝愿;頂部是羽翼飛揚的鳳凰,昂首盤旋、凌空傲視,象征著鳳凰涅磐般的創新與追求,自強不息的奮斗與堅持。雕塑中間是中國傳統的文化元素、包孕萬物的太極圖,體現出中國哲學ldquo;天人合一rdquo;的和諧與共融。這尊雕塑是目前全球最高的白銅雕塑。2.2.2巨型白銅雕塑《龍盈乾坤》焊接工藝

白銅有較好的鑄造工藝性能,中等的造渣性、流動性和收縮性,但吸氣性較強,澆注前需用Cu-Mn(或Mn)、Cu-Mg(或Mg)和Cu-P脫氧。白銅有良好的焊接性能,容易釬焊和進行各種型式的電阻焊,不含鉛的白銅還能進行熔焊。具體到巨型白銅雕塑《龍盈乾坤》的焊接,主要采用氬弧焊和MIG焊為主,輔助氧氣乙炔氣焊。氬弧焊接的起弧電流為100A,正常工作電流為180~210A,收弧電流為100A,一般適用于鑄造壁板厚度為8~10mm。隨著鑄造壁板厚度的增加或減少,要適當調整電流。焊接前要施焊的焊縫必須開坡口,坡口角度為50deg;~60deg;。如果焊接產生裂紋,裂紋兩端必須打孔,并沿著裂紋打坡口,從中間往兩端焊接,而且要采用間斷焊和點焊。同時施焊的時間間隔不低于1~2分鐘。如果焊接變形,須適當加溫進行整形。如果采用氧乙炔焊接,乙炔的氣壓須達到1.5MPa,氧氣氣壓須達到0.5MPa。

焊接材料的選擇必須是同鑄造壁板母材成分一致的材料,一方面確保焊接強度;另一方面保證焊縫同周邊母材色澤的一致性。由于大型雕塑均有內加固鋼結構,鑄銅壁板連接在鋼結構上,為了防止電位腐蝕,不能將鑄造壁板直接焊接在鋼結構上。需鑄造同材質的連接件,焊接在壁板上,再用螺栓同鋼結構連接在一起。這樣才能保證安全性。3結束語

巨型大型青銅藝術工程是工程與藝術相結合的行業,普遍使用了鑄造、鈑金、焊接、表面處理等多種工藝技術,涉及金屬材料、金屬結構、建筑、機電工程等多門學科。而焊接技術不僅保證雕塑的力學性能,確保藝術工程的安全性,而且焊接也影響著雕塑表面肌理的協調與著色,以及焊縫的表面加工勞動強度。所以必須科學地選用焊接工藝,科學精心地施焊。


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