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大型铜合金艺术铸造雕塑的焊接

发布日期：2017-03-09 浏览：7040次文字分类：雕塑知识

1青铜
1.1青铜配方

青铜是以锡、硅、铝等其它金属元素为主要元素的铜合金，并以主要元素命名为锡青铜、硅青铜等。锡青铜不仅是使用最悠久的金属材料，也是现代艺术铸造使用最广的艺术铸造材料。青铜的最大特点是铸造性能好，并具有很好的耐腐蚀性能与着色性能，同时还具有良好的力学性能。现代巨型青铜雕塑大多采用美国C90300锡青铜配方，其合金成分为锡7.5%～9.0%，锌3.5%～5.0%，铜86.0%～89.0%。国内相应的牌号为ZCuSn8Zn4。1.2锡青铜配方焊接实例

图1青铜巨型雕塑《钱王射潮》1.2.1《钱王射潮》青铜巨型雕塑介绍

《钱王射潮》巨型雕塑艺术工程起步于2006年，2007年10月正式开始放样制作。2008年9月安装结束。目前已成为钱塘江南岸江际线上的标志性艺术景观，浑厚雄伟、气势磅礴、撼人心魄。1.2.2《钱王射潮》巨型雕塑焊接工艺

《钱王射潮》巨型雕塑，分上下两部分，分别采用泥型放大样，采用树脂砂型铸造和熔模精密铸造相结合的工艺,铸造铜合金配方为C90300锡青铜配方。在焊接组装方面，《钱王射潮》巨型雕塑一改大型雕塑普遍采用的制造工厂内先预装，安装现场再总装的制造工艺流程，而是直接把铸件型块运抵安装现场进行总装。在制造环节，把大型块分成2平方米左右的型块铸造，这样就有效地减少了大型块铸造气隔、跑火、夹砂、浇不足等铸造缺陷。同时也有利于控制铸件的厚度，降低胀箱几率。这样就大大提高了铸件的成品率，并有利于运输。在每个型块上标注规范的定位线和中线，则更有利于现场安装。现场安装，普遍采用MIG焊接。焊缝缝隙＜3mm的打坡口。坡口形状为X或V形，坡口角度为60deg;～70deg;，坡口间隙为2～4mm，钝边2～4mm；焊缝间隙＜3mm的，不打坡口，但要采用双面焊接；不能采用双面焊接的，且焊缝＜4mm，打ldquo;Vrdquo;形坡口；焊接工艺流程先外焊后里焊，里焊时先用钢丝轮或砂布轮清除外焊面的残余焊剂、氧化物及其他夹杂物，方可施焊；易变形部分的焊接，采用间断焊接的工艺，即在施焊部位先焊50～100mm，等温度降低到80～200℃时，锤击以消除应力，再施焊50～100mm，如此反复。规范的焊接工艺，确保了极高焊接质量，大大增强了巨雕的安全性能。2白铜

2.1白铜配方

白铜的主要合金元素是镍，所以也称为镍白铜。如果再加入锌、锰等，则称为锌白铜、锰白铜等。白铜在室外大型雕塑的应用较少，但由于其特殊的表面色泽，而广受欢迎。白铜配方目前普遍采用的是铜70%，镍11%，锡3%，锌16%配方。2.2白铜配方焊接实例

白铜由于其合金的本身特性，焊接较为困难。大型巨型雕塑又必须保证一定焊接性能，以确保安全的力学性能需求。现以落成于深圳证券交易所广�。�48m巨型白铜雕塑《龙盈乾坤》为例介绍白铜的焊接工艺。图2白铜巨型雕塑《龙盈乾坤》2.2.1巨型白铜雕塑《龙盈乾坤》介绍

深圳证券交易所广场是深圳市中心区的重要公共空间。2014年11月15日，《龙盈乾坤》巨型白铜雕塑成功落成。雕塑以简约方正充满活力的现代化建筑为背景，呈现出古典与现代，民族与世界，雄浑与细腻的协调呼应。是堪称经典的开放的、互动的空间艺术组合体，塑造、提升着深圳的城市人文元素和人文定位。雕塑群由闻名中外的艺术家韩美林先生倾情创意设计。《龙盈乾坤》巨型白铜雕塑以牛头为基，寓意开拓耕耘，坚韧不拔的精神，这也契合了深圳的城市精神主旋律；两条蛟龙腾空而起，组成庄重遒劲的龙门，寄托着护佑吉祥和人生就是搏盈门的美好祝愿；顶部是羽翼飞扬的人生就是搏，昂首盘旋、凌空傲视，象征着人生就是搏涅磐般的创新与追求，自强不息的奋斗与坚持。雕塑中间是中国传统的文化元素、包孕万物的太极图，体现出中国哲学ldquo;天人合一rdquo;的和谐与共融。这尊雕塑是目前全球最高的白铜雕塑。2.2.2巨型白铜雕塑《龙盈乾坤》焊接工艺

白铜有较好的铸造工艺性能，中等的造渣性、流动性和收缩性，但吸气性较强，浇注前需用Cu-Mn（或Mn）、Cu-Mg（或Mg）和Cu-P脱氧。白铜有良好的焊接性能，容易钎焊和进行各种型式的电阻焊，不含铅的白铜还能进行熔焊。具体到巨型白铜雕塑《龙盈乾坤》的焊接，主要采用氩弧焊和MIG焊为主，辅助氧气乙炔气焊。氩弧焊接的起弧电流为100A，正常工作电流为180～210A，收弧电流为100A，一般适用于铸造壁板厚度为8～10mm。随着铸造壁板厚度的增加或减少，要适当调整电流。焊接前要施焊的焊缝必须开坡口，坡口角度为50deg;～60deg;。如果焊接产生裂纹，裂纹两端必须打孔，并沿着裂纹打坡口，从中间往两端焊接，而且要采用间断焊和点焊。同时施焊的时间间隔不低于1～2分钟。如果焊接变形，须适当加温进行整形。如果采用氧乙炔焊接，乙炔的气压须达到1.5MPa，氧气气压须达到0.5MPa。

焊接材料的选择必须是同铸造壁板母材成分一致的材料，一方面确�：附忧慷龋涣硪环矫姹Ｖず阜焱鼙吣覆纳蟮囊恢滦�。由于大型雕塑均有内加固钢结构，铸铜壁板连接在钢结构上，为了防止电位腐蚀，不能将铸造壁板直接焊接在钢结构上。需铸造同材质的连接件，焊接在壁板上，再用螺栓同钢结构连接在一起。这样才能保证安全性。3结束语

巨型大型青铜艺术工程是工程与艺术相结合的行业，普遍使用了铸造、钣金、焊接、表面处理等多种工艺技术，涉及金属材料、金属结构、建筑、机电工程等多门学科。而焊接技术不仅保证雕塑的力学性能，确保艺术工程的安全性，而且焊接也影响着雕塑表面肌理的协调与着色，以及焊缝的表面加工劳动强度。所以必须科学地选用焊接工艺，科学精心地施焊。

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