认识自行车架管材—之铝合金篇
对于车友们经常提起的自行车车架，以及经常提起、软、硬、刚性、重量不足……等单词，相比不是大多数人不能感受到的。因为大多数车友不是专业队员、不是材料专家。更不能经常换车骑，但是多数人会比较迷惑，同样都是车架，为什么有的价值几百元，有的价值几千元，甚至过万，除了品牌因素外还有哪些因素在里面？
制作自行车的管材，通常由铝合金、钢、钛、碳纤四种主材料构成，常见的是以铝合金材料和钢合金2种材质。这里需要注意的是，纯铝和纯钢是不适合制作车架的，因为硬度太软，通常制作车架的铝和钢都是我们称的合金材料，碳纤作为一种轻量化的材料也越来越多被专业运动员所选择。国际自行车联盟规定，车手的赛车自重不得轻于6.8公斤，所以使用碳纤维控制在6.8公斤红线以上最大程度降低单车重量是一个比较好的选择。而钛因为制作工艺复杂、焊接难度大并不是首选材质，随着单车运动的普及，钛也逐渐被一些车友接受。
作为用途最广、最大众的铝合金来讲依然是车友的第一选择，因此这里对铝合金的进行一些介绍。
铝合金的分类和应用领域通常按照数字进行划分，从1系到9系共有9个系别，命名以四个字的阿拉伯数字命名，例如1系中的1050，以及车友中经常提及的到6061，从材料上来讲，每个系别有不同的用途。1系为纯铝，铝含量为99%以上，因为不含其它材料，当然价格也是便宜的。2系的铝合金加入了3%-5%铜，相对于1系硬度提高，并且有一定的延展度，常用于航空等，在飞机蒙皮上使用的材料就是2系铝，而3系铝合金则加入了少含量的锰，有一定很好的成形性能，经常用于加工食品管槽，大型储藏罐等。4系铝合金添加了硅元素，增加了耐热性，可用于热量密集处，如火花塞部位等。从5系开始，铝合金加入了3%-5%镁材料，硬度有大规模的提高，延展度也高，常用于做版型材料，在我国，5系的铝合金也用途最多，加工工艺也最为成熟。
到铝合金6系，既然加入了硅，又加入了镁这两种元素，既提高了硬度。是一种很好的锻造产品，而车友中常说的6061铝合金金，就是6系里面的典型产品，强度好，抗腐蚀性强。而7系铝合金，一些用到7075铝合金的则是添加了金属锌，镁。属于超硬合金，耐磨性也进一步增强，但是目前7系铝合金我国工艺不是很成熟，大多依赖进口。
8系、9系，则比较少见，8系主要是一些常用的铝箔、9系在国际上为备用领域，作为备用编号留给未来可能出现的无法归到已有类别的铝合金使用。
铝合金系别&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
1系&&&&&&&&&&&&
99%纯铝,AL
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
2系&&&&&&&&&&&&
2%-5%铜,Cu
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
3系&&&&&&&&&&&&
1%-3%猛，Mn
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
4系&&&&&&&&&&&&
1-5%硅，Si
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
5系&&&&&&&&&&&&
3%-5%镁,Mg
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
6系&&&&&&&&&&&&
镁,Mg,硅Si
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
7系&&&&&&&&&&&&
镁Mg，硅Si，锌Zn
因此可以知道，常用的自行车车架主要铝合金材料由6系、7系构成，而5系也会在少量零部件上使用。
铝合金在加工过程中，要制作成管材，不同管微量元素的含量并非一个国际标准，在生产工艺上、锻造工艺上，合金比例上，各个上油品牌商都有自己的绝招在里面，并非一成不变的。这里举一个单车意外的例子，军事迷们都知道二战的日本零式战斗机是一个比较优秀的战斗机，在二战初期，几乎没有对手。零式战斗机的成功最大的关键因素就是，日本住友金属工业公司发明了一种高强度的合金铝，当时称50风金属，该铝合金强度比钢还要高，因为有了这种金属，零式设计时就采用了很细的飞机框架，并且敢于在上面钻孔减重，铆钉尺寸也非常小，在能保证战机强度的情况下大大减轻了飞机重量，从而所向披靡，如果没有住友金属的这种铝合金，零式是根本生产不出来的。由此可见，都是铝合金材料，加工工艺、以及微量元素的多少以及锻造工艺都是各个上油工厂的秘方，就像可口可乐神秘秘方一样，普通人永远不会知道。
（图片：零式战斗机，因采用了一种超高强度的铝合金金属材料，在二战初期，几乎没有对手）
我们通常购买的成品车或者DIY车架多数是由6061铝合金和7005铝合金做成的，部分车架制造商会在车架上标注改车架采用何种型材。
（图为Mosso 品牌7005型材制造的车架在显著位置标有，7005字样）
（闪电M5车架）
图为闪电M5车架，在车架五通处，标明车架使用了锌、硅、镁、铜、铝5不同的元素在里面。因此，闪电的车架价格也比较贵，也是中高端车架的代表作之一。
管材处理技术：
从上面知道，车架的型材无非大多数6系中的6001或者7系中的7005，在排除各个厂商的“神秘配方“以及加工工艺外，那么为什么同样的材料的车架为什么价格会有差别，同样适用一个材质的车架为什么重量也有很大的差别。答案就是管材的二次处理和焊接处理。
我们通常所称的车架很轻，这个轻不是由铝合金材质决定的，轻的前提是要保证强度的情况下尽可能的减轻重量。车架上常用的一种工艺是抽管，抽管是一种工艺手段，在不影响强度前提下，让管壁变薄，减轻重量，通常所谓的“两抽、三抽”就是让一个管内有不同厚度、通过抽管可以让车架达到二段或者三段不同厚度。使用一些中高端车架的朋友，可以观察下自己的车架，以TFS车架为例，用手指弹上管、下管、立管，三个地方的响声是不同的。下管和立管声音很脆，而上管声音相对较闷。三角形稳定原理决定了在不受力的地方可以用更薄的管材，在受力的地方应该加强。
液压成形技术：
抽管在一方面减轻了车架的重量，但是同样强度也有所下降，因此为了提高车架强度，现在大部分车架都会使用液压成形这一技术，让圆形的车架管材改变原有形状，因为铝的金属延展度较差。因此，液压成形这项技术在铝合金管材上使用最为恰巧不过了。通过液压成形，让圆管成为异型管，制造出蛋形、类三角形等异型管都可以增强车架的强度，一些中高端的车架上经常会用到液压成形。在后叉、下管上最为经常见到。
因此，车友称之为的车架很硬、骑起来很硬朗、甚至过弯时有减震效果多半是由于抽管和液压形成以及部分关键技术决定的。
（图为美利达车架，采用液压成形和抽管技术）
车架的焊接处理
对于铝合金来讲，焊接处理通常为氩弧焊，因为焊接出来的接缝出类似于鱼鳞，通常也有成为鱼鳞焊，对于铝合金焊接，在处理上通常有一个难度，就是金属铝遇到氧气很容易氧化，很容易形成氧化铝，为焊接带来很大的困难，很容易产生焊渣，在焊接中产生气泡，生成气孔。因此在焊接中必须去除这层氧化铝，所以焊接的好坏是决定车架是否成为安全技术唯一指标。氩弧焊正是利用氦气和氦氮混合气体在焊接的时候对焊点做到保护，去除氧气达到焊接的目的。至于一些TIG焊法、铜焊，通常用于钢架、钛架焊接，这一点会在以后进行说明。对新出现的一种焊接模式叫做”平焊“，在车架上看不到焊接的痕迹，其实这并不是一种焊接方式，依然采用的是氩弧焊，只不过在焊接后对焊缝进行了打磨处理，让焊缝看起来更为平滑，符合审美观，当然还必须是在保证安全的前提下。这里也提醒下车友们不要采购一些看起来没有牌子、价格很便宜的车架，因为焊接是决定车架的重要因素，一些知名工厂会有良好的QA、QC进行把控，甚至使用X光机对焊接地方进行检测，看焊接过程中是会否出现气泡、出现虚焊等。而一些不知名的牌子、价格很便宜的车架多是些三无产品或者是一些假冒伪劣产品。在使用过程汇中很可能会出现意外事故。
（铝合金氩弧焊局部图，类似于鱼鳞，也被称为鱼鳞焊）
（平焊局部图，看起来更平滑）
（并不是所有的鱼鳞焊都很难看，也有与车架相得益彰的）
除了管材的选择、加工工艺的选择、车架生产过程中还有几何角度、液压成形角度、甚至一些专利技术在里面。当然对于车友们来讲，了解这些专利可能会很枯燥，本篇文章仅仅作为科普知识让广大车友对自己的车架和金属管材有一定的了解。
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铝合金自行车车架是如何制造和焊接的
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一辆自行车车架好与坏，全掌握在焊工手里！你信吗？反正我信了！
UID：67760
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金钱138威望14贡献值0爱心值0
一个车架的好最重要的，不是那个牌子，也不是什么钢印号，那都是扯蛋，而是掌握在焊工的手里，我相信很自行车发烧友不信，因为他们把脑子烧糊涂了，只认牌子！一辆自行车车架主要的是连接起来，连接起来就要焊接，如果焊工焊缝焊歪了，焊缝中有气泡，焊缝比较薄，电流太大焊缝容易裂开，这都是自行车车架的直接杀手，我敢肯定国内还没有焊缝探伤的吧，探伤估计有的还不知道，就是检测焊缝里面有没有气泡，有没有夹渣，焊的薄与厚，等等........！欢迎拍砖
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金钱1707威望158贡献值0爱心值0
那啥牌子车架好。。。。
安心骑车，不折腾了
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金钱162威望16贡献值0爱心值0
我敢肯定国内早就有焊缝探伤了&&在GB里有明确的检测标准和要求
行走，改变命运&&
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金钱12054威望276贡献值2爱心值0
外行飘过。。。。请教下如果由于模具和加工工艺问题神马的导致焊工接手的焊接件精度和结构强度不够神马的，你们焊工有神马方法补救，使得成品误差和强度回到允许范围内么。。。就比如说天朝山寨人家燃气轮机这事吧，把人家的东西拿来仿了半天，看着一模一样，一试车就sb了，性能不达标寿命还短，以前都说这是由于原材料本身达不到指标，热处理又有问题，加工精度又不够，装配精度还是不够这些原因造成的，那么如果焊接工艺真如楼主所说，那么是否可以通过增加燃气轮机制造过程中的焊接环节来完全弥补其他工艺环节的不足呢，简单说就是把能焊的地方全焊一遍。。。。[ 此帖被wulaila在 20:30重新编辑 ]
=770) window.open('/attachment/photo/Mon_be41cc40fffa32b2.jpg');" style="max-width:770max-height:120" onload="if(is_ie6&&this.offsetWidth>770)this.width=770;" >
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金钱9659威望494贡献值2爱心值-3
那么lz觉得是大牌的厂里好焊工多还是差的牌子厂里好焊工多呢？我看楼主你才是糊涂了
UID：44137
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金钱6114威望400贡献值1爱心值0
楼主说的不错。。但是一般大品牌的车架，在焊接工艺上都控制的不错吧。。
lenwiu or liuwen?
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金钱3289威望209贡献值0爱心值0
您的意思怎么着，买台探伤器。所以不管说的对不对，和没说一样啊。
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金钱9418威望642贡献值2爱心值0
什么叫管中窥豹，楼主便是了。
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金钱3535威望276贡献值3爱心值0
这不是机器人干的活吗
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我信了，然后呢？
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金钱1809威望84贡献值1爱心值0
目前我没见过实物有焊缝断的，网上除外，只见过焊缝附近断的
我的单车博客http://dingyudanche.qq：
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金钱886威望88贡献值1爱心值0
我脑子不只是烧糊涂了，可能都烧残了，请教一下LZ哪里有好焊工？哪个车架厂好焊工多？
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金钱138威望14贡献值0爱心值0
引用第2楼51hiking于 20:17发表的&&:我敢肯定国内早就有焊缝探伤了  在GB里有明确的检测标准和要求 哥们！有些东西是摆设品，知道不？你们到自行车车架厂上几个月的班，就知道啦！你们知道什么是流水线不？ 你知道流水线是干嘛的不？是速度，你知道速度带来什么危害不？马虎！
UID：67760
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金钱138威望14贡献值0爱心值0
引用第8楼jarod于 20:36发表的&&:这不是机器人干的活吗[表情] 机器人更不靠谱了，机器是死的，放工件的一般都是普工，什么都不懂，工件下料稍微有点偏差，恭喜你呢中奖啦！
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金钱12054威望276贡献值2爱心值0
引用第13楼一笑到底于 20:50发表的&&:机器人更不靠谱了，机器是死的，放工件的一般都是普工，什么都不懂，工件下料稍微有点偏差，恭喜你呢中奖啦！ 。。。。加工之前难道不用给毛坯件定位还是纯靠工人视觉定位？
=770) window.open('/attachment/photo/Mon_be41cc40fffa32b2.jpg');" style="max-width:770max-height:120" onload="if(is_ie6&&this.offsetWidth>770)this.width=770;" >
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金钱694威望61贡献值0爱心值0
纯锻造一体式车架是LZ想要的
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金钱138威望14贡献值0爱心值0
引用第11楼兰豆苗于 20:44发表的&&:我脑子不只是烧糊涂了，可能都烧残了，请教一下LZ哪里有好焊工？哪个车架厂好焊工多？ 车架焊接要焊透，焊接管件要打坡口，电焊打底，氩弧焊盖面，这才是标准的焊缝！
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金钱90威望9贡献值0爱心值0
最差的焊工才焊自行车呢，信不信有你，一般练一个星期就行了。
嗨，大家好~~~
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金钱6354威望35贡献值0爱心值-3
我只相信一个道理，一分钱一分货。谁也不是傻子。
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金钱231威望13贡献值0爱心值0
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金钱138威望14贡献值0爱心值0
引用第14楼wulaila于 20:56发表的&&:。。。。加工之前难道不用给毛坯件定位还是纯靠工人视觉定位？ 机器人焊接车架，有专门二个人调机，调机玩试一件没有问题走人，然后是一些不都懂焊接的工人，就几个死动作把工件放在模具里面，夹好按按钮，机器人开始焊接车架，如果工人没有工件夹好，模具山有杂物，机器人的机械手臂被撞一下，焊缝都有偏差的！
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金钱2389威望167贡献值1爱心值0
即使是200块的菜车我也是敢骑的，即使是几年的旧菜车使劲艹也不是会断的（反正我没见过）
新人灌水切莫认真
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金钱154威望15贡献值0爱心值0
LZ的说法就是：别骑车了，小心摔跤
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金钱3916威望66贡献值0爱心值0
同学们讨论了不少，我也发表一下看法：严格按照制作工艺、用料合格、操作规范是可以焊接出好车架，大厂在这一点上面应该相对比较好，因为大厂的老板不想倒牌子。。。。。。但是现在的自行车行业，鱼龙混杂，实事求是地讲，车架还是需要选择一下再买，不然花了冤枉钱还隐患无穷。还有一个问题，就是我国当前的工人的责任心、事业心，为什么产品质量不过硬，大家应该都清楚。。。。。。我讲一个实际例子：我很爱好汽车行业，曾经到一个汽车生产大厂去看生产，当时工厂生产的是引进的*日本车型，样车我看过，非常精细。但是批量生产的车子是外观不整，性能平平，什么原因呢？看了生产的全过程，恍然大悟：原来虽然图纸、技术、机器、原材料是进口的，但是工人是中国的、进口工艺要求使用运转台摆放好零件，按照生产顺序运送，文明操作。。。。。。我们的工人为了省事，看看两道工序的机器就相隔2、3米远，就直接把生产出来的零件抛到下一道工序的地上，大家想想：汽车的很多零件都是几个毫米的钢板构成，这样摔还能不变形吗？很好的运转台成了摆设，本来机器生产出来的零件是合格的，但就这样抛来抛去，最后都成了次品。。。。。。自行车车架生产是不是也有这样的问题呢？大家可以思考。
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金钱435威望44贡献值1爱心值0
现在有焊接机器人，应该焊接不错吧。
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金钱11282威望942贡献值11爱心值0
楼主脑残了…在楼主看来鉻钼钢和953没区别…
ORI交流群：【淘宝店】专营各种现代古典尖货-0-
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金钱7107威望1906贡献值28爱心值0
lz对车友看牌子如此深恶痛疾，敢问lz自己骑哪个牌子？lz准备代言哪个大家看不上的品牌？
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UID：68508
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金钱118威望11贡献值0爱心值-1
焊工探伤肯定有，用不用两说
UID：43876
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金钱102威望10贡献值0爱心值0
回 楼主(一笑到底) 的帖子
所以小白买大牌，高手买山寨，因为眼睛带探伤的嘛，哈哈哈
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金钱1390威望112贡献值1爱心值-1
以后厂家就别宣传什么,钛合金神马的了,一句高级认证焊工焊制比什么都有说服力
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