鐵馬日記

一般現行翻譯作＜接頭＞，但是在下竊以為應該叫做＜接管＞方為妥當。

圖：LUGS……這是啥？蝙蝠俠的頭盔？

在早期（60-70年代），囿於當時工業科技，車架管材之間的連結便以LUG作為連接的媒介---在管材和管材之間，以金屬接管作為固定，並加以焊接。一台車車，會用到LUG的地方，大概有如下幾個地方：

Upper Head Lug



Lower Head Lug



Seat Lug

 

Fork Crown





Track Dropouts



Bottom Bracket shell……Bottom Bracket，就是BB

簡言之，就是三通，五通，坐管，前叉蓋，以及勾爪。
所謂＜三通＞，就是頭管的簡稱。三通，不是小三通通三小，而是有三跟管子在這裡交會：上管，下管加頭管。＜五通＞，同三通的意思。就是三通加上大通樂小通樂……不是啦，立管+下管+後下叉*2，再加上BB SHELL的意思。

在車架的燒焊技術上，LUG的使用與否，幾乎把車架演進的歷史區分為兩個截然不同區域﹔不管是燒焊技術，而且還牽涉到管材質料的演進。除卻後來新興的各種材質（雖然也有越來越多的Carbon車架，採用LUG的設計，如上文，不過這我們先不予以討論，因為她們應該是＜接合＞的，並沒有經過＜焊＞這一道手續！），因此可以說LUG的使用，幾乎便是針對鋼管車而言。

管材質料：
這個簡單，常常沒事在逛雅虎拍賣的應該都不陌生……雖然見過有人用竹掃把來做車架，但是，確實，車架的材質不細分的話大致上就那幾種。後來新興的各種材質，受限於材料特性，有些只能加以氬焊處理或一體成形﹔比如鈦合金和鋁合金現在已成為自行車製造業者廣泛選用的材料，如果需要焊接鈦合金或鋁合金零件，只能用氬焊技術﹔比方說，鋁合金（含鈧鋁合金）著名的魚鱗焊﹔不管最後有沒有再經過打磨的程序，但她確實是用這種直焊的方法燒製成形的。除卻鋼管車之外，大概就鉬鉻合金鋼(chrom-moly steel)材質（請注意，鉬鉻合金鋼也是屬於鋼管車的範圍）會用到LUG來作處理。

鉬鉻合金的焊接在連接處經常造成斷裂，焊接的溫度必須非常低，因此，並不適合進行高溫氬焊，所以Reynolds公司仍建議使用接頭LUG配合銅焊來進行接合。……我有找到以上資料，但是對照焊接學的實務，這段文字可能有誤﹔因此以綠色列示並持保留。

焊接技術：
焊接方式可以簡單區分成兩種：軟焊及硬焊。
簡單的說軟焊（soldering）與硬焊（brazing）基本製程上是相同的，皆是以加熱方式將欲接合處的焊料熔化（只有焊料熔化,但基材不能有熔化現象），當焊料成為液相並填滿接合處時後，將溫度降下至室溫，使焊料冷卻凝固達到接合的效果……當兩塊施銲金屬，彼此互相並不融合，其結合在一起乃是依靠第三種金屬間接接合，因毛細管作用結合。而施銲熔合溫度在低於華氏八百度(攝氏430度)以下者，這種銲法即屬錫銲(soldering)或軟銲。

而軟焊（soldering）與硬銲（brazing）唯一區分處，是在銲接溫度（焊料加熱至液相之溫度）。
……>450度C以下叫軟焊……如電子元件的錫焊接合。

……>450度C以上叫硬焊……如航太用的蜂巢結構件的接合

銅銲(brazing))和錫銲原理上大致相似，即當二塊施銲金屬，彼此互相不融合，其結合在一起也是依靠第三種金屬的間接接合，但銅銲施銲融化溫度却高於華氏八百度以上者(屬於硬銲的範圍)。

除卻非金屬管材不說，車架金屬管材之間的接合焊接大抵有兩種……

氬焊（直焊）：
氬焊（直焊），就焊接的研究發展所知，如能在施焊中將空氣與熔池使之分離隔絕可增進焊進化學和物理等性質之品質更為理想與完美；多少都有促使隔阻空氣氧化焊道的功效，針對塵污和雜質而言，氣體也有排斥的能力。

我們在常在工廠見到夾一支仙女棒戴面具那種！那個稱為直流或交流電弧銲接。銲條依其製造類別又分為赤裸電銲條、薄塗料電銲條、厚塗料電銲條。塗料即指銲劑(flux)。銲條塗料(銲藥)的功用不但可使電弧穩定，同時可在熔池中產生氣體保護熔池。而氬銲的惰性氣體則是外加的，且電極是非消耗性的。注：氬銲銲接成本中，惰性氣體約佔成本的92%。

不活性氣體又稱為惰性氣體，指氣體不活躍者——指不自燃，不助燃和不會發生任何化學變化的氣體，如氬氣(argon)和氦氣(helium)等。當產生電弧時，這種氣體立即配合電弧施焊輸出連續之氣體包圍電弧和熔池，使電弧與空氣隔離不致發生氧化現像俾增進焊道品質的優良，這種焊接步驟方式，稱為「氣體鎢極電弧焊」(gas tungsten arc welding process)。按照AWS美國焊接學會的標準英文代字為GTAW，但一般俗稱為TIG(tungsten inert gas)或中文暫譯名氬氣電焊等。

PS，述及之前在下把鈦合金車架加焊貨架孔時，焊接師傅說一定要送回鈦郁工廠作，因為管材裡必須加灌惰氣，才能避免氧化還啥的，與此段相互呼應！

氬焊技術之所以普遍受歡迎，是因為它有很多優點：選用氬焊技術來組裝車架，可免接頭的準備作業，因此可縮短製造過程所需的時間，降低製造成本（好的LUG很貴的，詳www.bikelugs.com，一個（還一組），50多塊美金），特別是在製造訂做式車架時﹔再者，少了LUG本身的重量，以及澆灌焊材的重量，氬焊比起LUG接管的銅焊更具備現代人普遍追求＜輕量化＞的本錢。

但氬焊技術也有一些缺點，首先，所產生的溫度很高，因為焊道處母材必須融化，所以氬銲溫度會比較高。而機械性能和熱處理有關，正常來說氬銲的機械強度較高。但是因為加熱的管子面積比較小，這樣卻會使管子焊接部分的機械功能有所降低。一般來說，氬焊會比銅焊來的脆，接點處也比較容易折斷，詳下段。

現行車架(非LUG車架)，焊接前在管接頭處可以用一種機器切出接合處的弧度曲線來，當然以前都是用鋼剪剪出來的。這裡我們可以進一步猜想，如果管壁太薄，不只在焊接時徒增困難，在整體的強度上也會相對減弱，因此藍貓老師和阿鳥同水兩大倆光師傅猜測，所謂管材的抽管（雙抽，甚至三抽，就是像輪圈鋼絲抽管一樣，把受力處作厚補強，非受力處抽薄輕量﹔剛剛好受力處又大多數是管材接合處），除了輕量化的理由之外，是不是也跟減少焊接難度有關係？

銅焊：
就是使用LUG當接管，接合兩隻管材，在將燒鎔的銅液（高級一點的用銀，後述）澆灌（正確的說是管搭接）進LUG焊管材之間的縫隙﹔待冷卻後，管材便接合在一起了。

在英文上分有「銅焊」和「銅接焊」(braze welding)兩個相近的名詞。依照美國焊接學會(AWS)對此兩名詞所下的定義為：

「銅焊」(brazing)：以非鐵金屬作為填料在母材焊面上施以相互較散佈黏接而其加熱溫度以在華氏800度（攝氏430度）以上，但該溫度焊著母材本身融點溫度為低的一系列毛細管作用之結合方式等銲法，統稱為「銅焊」。

「銅接銲」( braze welding)：以非鐵金屬作為填料在母材焊口如角接頭、槽接頭和塞洞接頭等施以相互密集堆厚式黏接，而其加熱溫度以在華氏800度以上，但該溫度比焊著母材本身融點溫度為低（母材不溶化）的一種銲法，即屬「銅接焊」。我想LUG的焊接方式應該是這一種吧！

比起氬焊技術的來勢洶洶，有人可能認為LUG車架再也沒有生存的空間。實際上，還是有很多人堅持LUG車架。因為氬焊車架在外觀方面是絕對無法與LUG車架媲美的﹔只要去參觀自行車展，就能發現LUG車架的確還令很多人喜愛，因為所有著名廠商在接頭設計方面，都做了很明顯的努力。當然氬焊可以為美觀而打磨（詳拙文，雞排組車記），但是卻有報告說明氬焊車架接點的打磨，會對車架強度產生影響……由於打磨之後銲道變小，強度當然比起原來的低。但是如果設計時是以打磨過的銲道來計算的話，打磨過車架的強度不見得較差。

原因是以銀當焊料的強度會大於銅，但是當然成本相對較高﹔諸如珠寶加工、精緻金屬物品以及儀器小型零件等的焊接方面，都需要高強度的焊接，銀合金填料便是針對這方面精細金屬銅焊的主要功臣。銀合金填料的銅焊法，有許多人稱之為「銀焊」(silver soldering)，這是錯誤的，正確的名稱應為「銀合金銅焊」，仍是屬於銅焊領域中的一種銲接方法。



什麼叫做＜水＞！這是直焊車架所比不上的！



LUG之美再一張。擦一下口水。