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任公司

速滑項目被稱為冰上的“速度與激情”，也是中國隊的熱門項目，一直備受關注。

但是，速度可達14米～20米/秒的高速冰鞋若觸及運動員，輕則劃傷皮膚，嚴重的甚至造成生命威脅，冰鞋利刃可謂是速度與危險并存。

冰刀的結構

其實，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 冰刀結構

冬奧會項目中涉及需要穿著冰鞋的有四項比賽，其中，速度滑冰和短道速滑對速度要求最高，冰刀刀身長，刀刃窄且平，蹬冰面積大而摩擦阻力小，與花樣滑冰、冰球項目的冰鞋大不相同，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，無異于用菜刀刀背，使不上勁兒。

由于刀管和刀片焊接要求強度高、溫度適應性好、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度的高強鋼，在運動員速滑過彎時，速度非?？欤x心力大，冰刀輕微變形，在過彎之后，高強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，不同質量的冰刀主要取決于碳含量，與刀管焊接時涉及異種材料焊接。較高等級鋼材制作的冰刀邊緣使用壽命更長，但硬度更高的鋼材直接提升焊接難度。

碳素鋼冰刀

一般為初學者使用，正常情況下，碳素鋼制成的冰刀經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

號稱：世界海拔最低冰川

溝長：30.7千米

景點：紅石公園、冰川森林、草海子、大冰川瀑布、燕子溝、南門關溝

解讀：海螺狀的溝地匍匐著紅石 富氧的風輕叩著雪山冰川的門 仿佛法王的號角喚醒鳥兒久遠的記憶 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、高等級碳鋼或高速工具鋼冰刀

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

粉末合金（PM）

一般為國際競技或發(fā)燒愛好者使用，屬高端冰刀用鋼，只有國外少數(shù)公司可以生產，且有相關的矯正設備。

國際比賽級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、后期打磨次數(shù)少、適應頻繁跳躍、滑動且不易與鞋底連接脫焊等基本必備特點。

冰刀居然不是直的

冰刀的側面形狀和刀刃設計中都有著豐富的力學原理。就短道速滑冰刀而言，冰刀不是直的，而是有弧度的，這種擺線形設計有利于運動員在具體發(fā)力時降低冰面和冰刀之間的摩擦。

同時，速度滑冰運動員在過彎時，速度極高，離心力極大，冰刀也會輕微變形，矯直后焊縫需保持強度且不變形。

除了材料和形狀對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

不論是哪種結構和長度，激光焊接都能實現(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，冰刀焊接可采用機器人自動激光焊接，對不同規(guī)格參數(shù)的冰刀零部件，以及不同的組合方式進行焊接，60s內就能完成一副冰刀焊接。

智能化冰刀焊接生產線讓冰刀的實用性和美觀性同步實現(xiàn)。

結束語

行業(yè)雖小眾，華工激光自2018年積極探索讓冰刀制造國產化程度更高的方案，除了能夠滿足對高強鋼材料的焊接需求之外，還在進一步探索如何通過輔助手段減少矯形等后期工作量，以及通過自動化將工序提質升效。

這些研究新方向，都是為了中國速滑市場能更好服務運動，在更完善的服務配套設施落地后，你有沒有體會到冰雪運動的快樂呢。