對(duì)于車友們經(jīng)常提起的自行車車架，以及經(jīng)常提起、軟、硬、剛性、重量不足……等單詞，相比不是大多數(shù)人不能感受到的。因?yàn)榇蠖鄶?shù)車友不是專業(yè)隊(duì)員、不是材料專家。更不能經(jīng)常換車騎，但是多數(shù)人會(huì)比較迷惑，同樣都是車架，為什么有的價(jià)值幾百元，有的價(jià)值幾千元，甚至過(guò)萬(wàn)，除了品牌因素外還有哪些因素在里面？

　　制作自行車的管材，通常由鋁合金、鋼、鈦、碳纖四種主材料構(gòu)成，常見(jiàn)的是以鋁合金材料和鋼合金2種材質(zhì)。這里需要注意的是，純鋁和純鋼是不適合制作車架的，因?yàn)橛捕忍?，通常制作車架的鋁和鋼都是我們稱的合金材料，碳纖作為一種輕量化的材料也越來(lái)越多被專業(yè)運(yùn)動(dòng)員所選擇。國(guó)際自行車聯(lián)盟規(guī)定，車手的賽車自重不得輕于6.8公斤，所以使用碳纖維控制在6.8公斤紅線以上最大程度降低單車重量是一個(gè)比較好的選擇。而鈦因?yàn)橹谱鞴に噺?fù)雜、焊接難度大并不是首選材質(zhì)，隨著單車運(yùn)動(dòng)的普及，鈦也逐漸被一些車友接受。

　　作為用途最廣、最大眾的鋁合金來(lái)講依然是車友的第一選擇，因此這里對(duì)鋁合金的進(jìn)行一些介紹。

　　鋁合金的分類和應(yīng)用領(lǐng)域通常按照數(shù)字進(jìn)行劃分，從1系到9系共有9個(gè)系別，命名以四個(gè)字的阿拉伯?dāng)?shù)字命名，例如1系中的1050，以及車友中經(jīng)常提及的到6061，從材料上來(lái)講，每個(gè)系別有不同的用途。1系為純鋁，鋁含量為99%以上，因?yàn)椴缓渌牧希?dāng)然價(jià)格也是便宜的。2系的鋁合金加入了3%-5%銅，相對(duì)于1系硬度提高，并且有一定的延展度，常用于航空等，在飛機(jī)蒙皮上使用的材料就是2系鋁，而3系鋁合金則加入了少含量的錳，有一定很好的成形性能，經(jīng)常用于加工食品管槽，大型儲(chǔ)藏罐等。4系鋁合金添加了硅元素，增加了耐熱性，可用于熱量密集處，如火花塞部位等。從5系開(kāi)始，鋁合金加入了3%-5%鎂材料，硬度有大規(guī)模的提高，延展度也高，常用于做版型材料，在我國(guó)，5系的鋁合金也用途最多，加工工藝也最為成熟。

　　到鋁合金6系，既然加入了硅，又加入了鎂這兩種元素，既提高了硬度。是一種很好的鍛造產(chǎn)品，而車友中常說(shuō)的6061鋁合金金，就是6系里面的典型產(chǎn)品，強(qiáng)度好，抗腐蝕性強(qiáng)。而7系鋁合金，一些用到7075鋁合金的則是添加了金屬鋅，鎂。屬于超硬合金，耐磨性也進(jìn)一步增強(qiáng)，但是目前7系鋁合金我國(guó)工藝不是很成熟，大多依賴進(jìn)口。

　　8系、9系，則比較少見(jiàn)，8系主要是一些常用的鋁箔、9系在國(guó)際上為備用領(lǐng)域，作為備用編號(hào)留給未來(lái)可能出現(xiàn)的無(wú)法歸到已有類別的鋁合金使用。

　　因此可以知道，常用的自行車車架主要鋁合金材料由6系、7系構(gòu)成，而5系也會(huì)在少量零部件上使用。

　　鋁合金在加工過(guò)程中，要制作成管材，不同管微量元素的含量并非一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，在生產(chǎn)工藝上、鍛造工藝上，合金比例上，各個(gè)上油品牌商都有自己的絕招在里面，并非一成不變的。這里舉一個(gè)單車意外的例子，軍事迷們都知道二戰(zhàn)的日本零式戰(zhàn)斗機(jī)是一個(gè)比較優(yōu)秀的戰(zhàn)斗機(jī)，在二戰(zhàn)初期，幾乎沒(méi)有對(duì)手。零式戰(zhàn)斗機(jī)的成功最大的關(guān)鍵因素就是，日本住友金屬工業(yè)公司發(fā)明了一種高強(qiáng)度的合金鋁，當(dāng)時(shí)稱50風(fēng)金屬，該鋁合金強(qiáng)度比鋼還要高，因?yàn)橛辛诉@種金屬，零式設(shè)計(jì)時(shí)就采用了很細(xì)的飛機(jī)框架，并且敢于在上面鉆孔減重，鉚釘尺寸也非常小，在能保證戰(zhàn)機(jī)強(qiáng)度的情況下大大減輕了飛機(jī)重量，從而所向披靡，如果沒(méi)有住友金屬的這種鋁合金，零式是根本生產(chǎn)不出來(lái)的。由此可見(jiàn)，都是鋁合金材料，加工工藝、以及微量元素的多少以及鍛造工藝都是各個(gè)上油工廠的秘方，就像可口可樂(lè)神秘秘方一樣，普通人永遠(yuǎn)不會(huì)知道。

　　▲零式戰(zhàn)斗機(jī)，因采用了一種超高強(qiáng)度的鋁合金金屬材料，在二戰(zhàn)初期，幾乎沒(méi)有對(duì)手

　　我們通常購(gòu)買的成品車或者DIY車架多數(shù)是由6061鋁合金和7005鋁合金做成的，部分車架制造商會(huì)在車架上標(biāo)注改車架采用何種型材。

　　▲Mosso 品牌7005型材制造的車架在顯著位置標(biāo)有，7005字樣

　　▲閃電M5車架

　　在閃電M5車架五通處，標(biāo)明車架使用了鋅、硅、鎂、銅、鋁5不同的元素在里面。因此，閃電的車架價(jià)格也比較貴，也是中高端車架的代表作之一。

　　從上面知道，車架的型材無(wú)非大多數(shù)6系中的6001或者7系中的7005，在排除各個(gè)廠商的“神秘配方“以及加工工藝外，那么為什么同樣的材料的車架為什么價(jià)格會(huì)有差別，同樣適用一個(gè)材質(zhì)的車架為什么重量也有很大的差別。答案就是管材的二次處理和焊接處理。

　　我們通常所稱的車架很輕，這個(gè)輕不是由鋁合金材質(zhì)決定的，輕的前提是要保證強(qiáng)度的情況下盡可能的減輕重量。車架上常用的一種工藝是抽管，抽管是一種工藝手段，在不影響強(qiáng)度前提下，讓管壁變薄，減輕重量，通常所謂的“兩抽、三抽”就是讓一個(gè)管內(nèi)有不同厚度、通過(guò)抽管可以讓車架達(dá)到二段或者三段不同厚度。使用一些中高端車架的朋友，可以觀察下自己的車架，以TFS車架為例，用手指彈上管、下管、立管，三個(gè)地方的響聲是不同的。下管和立管聲音很脆，而上管聲音相對(duì)較悶。三角形穩(wěn)定原理決定了在不受力的地方可以用更薄的管材，在受力的地方應(yīng)該加強(qiáng)。

　　抽管在一方面減輕了車架的重量，但是同樣強(qiáng)度也有所下降，因此為了提高車架強(qiáng)度，現(xiàn)在大部分車架都會(huì)使用液壓成形這一技術(shù)，讓圓形的車架管材改變?cè)行螤?，因?yàn)殇X的金屬延展度較差。因此，液壓成形這項(xiàng)技術(shù)在鋁合金管材上使用最為恰巧不過(guò)了。通過(guò)液壓成形，讓圓管成為異型管，制造出蛋形、類三角形等異型管都可以增強(qiáng)車架的強(qiáng)度，一些中高端的車架上經(jīng)常會(huì)用到液壓成形。在后叉、下管上最為經(jīng)常見(jiàn)到。

　　因此，車友稱之為的車架很硬、騎起來(lái)很硬朗、甚至過(guò)彎時(shí)有減震效果多半是由于抽管和液壓形成以及部分關(guān)鍵技術(shù)決定的。

　　▲美利達(dá)車架，采用液壓成形和抽管技術(shù)

　　對(duì)于鋁合金來(lái)講，焊接處理通常為氬弧焊，因?yàn)楹附映鰜?lái)的接縫出類似于魚鱗，通常也有成為魚鱗焊，對(duì)于鋁合金焊接，在處理上通常有一個(gè)難度，就是金屬鋁遇到氧氣很容易氧化，很容易形成氧化鋁，為焊接帶來(lái)很大的困難，很容易產(chǎn)生焊渣，在焊接中產(chǎn)生氣泡，生成氣孔。因此在焊接中必須去除這層氧化鋁，所以焊接的好壞是決定車架是否成為安全技術(shù)唯一指標(biāo)。氬弧焊正是利用氦氣和氦氮混合氣體在焊接的時(shí)候?qū)更c(diǎn)做到保護(hù)，去除氧氣達(dá)到焊接的目的。至于一些TIG焊法、銅焊，通常用于鋼架、鈦架焊接，這一點(diǎn)會(huì)在以后進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)新出現(xiàn)的一種焊接模式叫做”平焊“，在車架上看不到焊接的痕跡，其實(shí)這并不是一種焊接方式，依然采用的是氬弧焊，只不過(guò)在焊接后對(duì)焊縫進(jìn)行了打磨處理，讓焊縫看起來(lái)更為平滑，符合審美觀，當(dāng)然還必須是在保證安全的前提下。這里也提醒下車友們不要采購(gòu)一些看起來(lái)沒(méi)有牌子、價(jià)格很便宜的車架，因?yàn)楹附邮菦Q定車架的重要因素，一些知名工廠會(huì)有良好的QA、QC進(jìn)行把控，甚至使用X光機(jī)對(duì)焊接地方進(jìn)行檢測(cè)，看焊接過(guò)程中是會(huì)否出現(xiàn)氣泡、出現(xiàn)虛焊等。而一些不知名的牌子、價(jià)格很便宜的車架多是些三無(wú)產(chǎn)品或者是一些假冒偽劣產(chǎn)品。在使用過(guò)程匯中很可能會(huì)出現(xiàn)意外事故。

　　▲鋁合金氬弧焊局部圖，類似于魚鱗，也被稱為魚鱗焊

　　▲平焊局部圖，看起來(lái)更平滑

　　▲并不是所有的魚鱗焊都很難看，也有與車架相得益彰的

　　除了管材的選擇、加工工藝的選擇、車架生產(chǎn)過(guò)程中還有幾何角度、液壓成形角度、甚至一些專利技術(shù)在里面。當(dāng)然對(duì)于車友們來(lái)講，了解這些專利可能會(huì)很枯燥，本篇文章僅僅作為科普知識(shí)讓廣大車友對(duì)自己的車架和金屬管材有一定的了解。

　　作者：郝斌。