钢琴的低音缠弦

文/吴八军

琴弦是钢琴的发音源。在琴钢丝的外部缠绕经过防锈处理的紫铜丝的工艺来增加弦的直径，而不减低其柔韧性，这就是低音缠弦。低音缠弦的音色丰富多变，在钢琴上起到至关重要的作用。

一、钢琴的声音技术特性

1. 钢琴的发音和共鸣

声音产生于物体的振动。钢琴的音色丰富，能发出浑厚、清脆、明亮等各种特点的乐音，表现力极为丰富。钢琴的发音体是琴弦。它是利用键盘的杠杆，作用于击弦机，通过毛毡裹制的小槌敲击琴弦，使琴弦振动而发音的。琴弦的振动，通过音板的谐振产生共鸣，扩大音量。

2. 钢琴发音的持续性

好的钢琴，它发出的声音有一定的持续性。钢琴发音持续时间的长短取决于弦的质量、弦的张力、音板共振的好坏和琴弦两端固定在支撑物上的牢固程度等多种因素。

3. 钢琴的灵魂——踏瓣

踏瓣是钢琴的灵魂，通过它能很好地改变音色。最有效的就是延音踏瓣，它能让所有的琴弦处于自由振动状态，从而产生丰富的泛音。立式钢琴和三角钢琴的踏瓣在用途上有着极大的差别。在立式钢琴和三角钢琴上，右踏瓣都是起到延音的作用，但中踏瓣和左踏瓣在用途上有着极大的差别。普通立式钢琴的中踏瓣是倍弱音踏瓣，当用脚踩下它时，装有羊毛毡的弱音档条会落下，使钢琴的弦槌不直接接触琴弦，而通过羊毛毡条击打在琴弦上，这样音量就会减弱。左踏瓣为次弱音踏瓣，是将弦槌向琴弦方向推进，使弦槌的击弦距离缩短，这样，击打琴弦的力量就会减小。而三角钢琴的左踏瓣（弱音）是使键盘横移，这样击打在中高音三根弦上的弦槌只能击打在两根弦上（弦槌击弦位相应改变），击打在低音区两根弦上的弦槌就只能击打在一根弦上（弦槌击弦位相应改变），而最低音区的单根弦就只能由弦槌靠近边缘的位置敲击。这样减少击弦数量、改变弦槌击弦位置的方法对改变音量很有效，且并不影响手感。而三角钢琴的中踏瓣是选择性踏瓣，它的用法极为特别，是先按下琴键后，用脚踩下中踏瓣，安装在击弦机里的一个拨杆就会将弹下的这个琴键的相对应的制音系统上的拨杆拦截住，使该音的制音器离开琴弦，进行单独延音。

二、琴弦与频率的关系

频率越高，琴弦越短越细，反之亦然。为了在有限的琴身面积里最大限度地扩大音域，就必须在琴弦的有限长度内加大低音弦的直径。琴弦的另一特性为需要极好的柔韧性，而直径越大琴弦柔韧性就越差。因此，低音弦均采用在钢丝外部缠绕经过防锈处理的紫铜丝的工艺，在增加琴弦直径的同时不减低其柔韧性。用这种方法制造出来的琴弦，就是我们所说的缠弦。缠弦通常用在低音区。缠弦虽然加大了弦的质量，但却使琴弦保持了一定的柔韧度，其适度的长度使我们在有限的琴体面积内有效地获取了低音。有些型号的钢琴中音区的前几根弦，也使用了缠弦。

三、低音弦的制作工艺

琴钢丝——具有极高的抗张强度和较好的塑性，且圆度好、线径变化小，经电渣重熔等工艺处理的专门为钢琴使用的弹簧钢丝。琴钢丝应能承受180K G/mm2左右的张力不变形，并且没有机械损伤的能力。按照钢琴设计的要求，钢弦的抗拉强度应该是在200～260KG/mm2。

琴钢丝还应有一定的塑性，能满足相互缠绕（呈麻花状）而不产生裂纹、不折断的要求。为了延长琴弦的使用寿命，还要求钢丝弦的表面要经过电镀、发蓝和抛光处理。根据设计的不同变化，一般制作低音弦的钢丝为13#～26#﹙0.775mm～1.6mm﹚。

1.制作低音弦的第一步首先是将钢丝伸直下料。因为钢丝一般是经过绕成捆打包的，经过一段时间会有一定的弯曲度，为了方便加工，必须把弯的钢丝线拉直。拉直的同时一般把长度确定(需预留扭花长度的线头)。

2.绕钢丝扣扭花。低音缠弦的芯弦要做一个线头扭花，用于挂弦时固定在钢板的挂弦钉上。 圆扣环的直径一般为4.5m m～5m m，相互缠绕的部分呈麻花状﹙俗称8字节﹚（见图1），通常整体长45m m。根据设计的需要，可以调节麻花节的长短，但麻花节需紧密一致。扭麻花的钢丝扣在张紧弦时会缓松和变形，从而增加弦的不稳定性，这是制丝工艺的使然。为解决这一普遍现象，可采用单环扣法和双环扣法（见图2、图3）。现这一工艺一部分已经用在低音琴弦上，最多的已普遍使用在三角琴的单根裸弦上。该工艺解决了因麻花节缓松和变形引起的音准不稳定性。

图1 传统的麻花节节头

图2

图3 环扣法

3.确定在钢丝上需缠绕部分的长度（即有效弦长）。为了使铜线能紧紧地缠绕在钢线上，钢线部分的始末两端要根据工艺参数设计尺寸锤扁。锤扁长度一般为：单层弦30m m,双层弦60m m。这样可使芯弦形成一定的棱角，铜线缠绕的时候就能“紧握”芯弦而不松散。这一步可以使用冲床加上辅助工具来完成。在琴弦芯弦的打扁上均采用工装进行定位﹙有效弦长的长度﹚。

随着市场的不断需求，钢琴的型号越来越多，相应的工装也越来越多，容易产生混淆，也容易因过多地占用生产场地而增加成本，加之工装经常使用会产生磨损，导致定位长度会产生变化，影响弦的有效弦长。规模小的公司生产量较少，一般都是用榔头直接在钢丝上敲打需缠弦部位的两端，而这样影响制弦的质量。通过在琴弦打扁机（机械或气动冲床）上设置夹具和靠模，可以避免以上现象，而且使用方便，利于规模化生产减低成本、提高质量。如图4所示。

图4 锤扁芯弦夹具和靠模

4.缠弦，俗称“打弦”，是低音缠弦制作过程中最重要的一步。目前钢琴生产厂家或专门的低音缠弦生产厂家使用专用的打弦机来完成（手工打弦机和自动打弦机）。

首先要把芯弦两端固定在打线机上，并且绷紧，用钢锉或砂轮片来回打磨需缠绕部位的钢丝表面。然后把铜线用手缠绕几圈，在锤扁的开始位置用手拉着铜线，开动打线机，使芯弦旋转，从而把铜线缠绕到芯弦上。当铜线缠绕到芯弦锤扁位置末端时，将铜线拉断。

缠弦分为单层缠弦和双层缠弦两种。单层缠弦是将铜丝直接缠绕在芯弦上，往往多用于低音区双弦组，也有的用在中音区头几组上。双层缠弦是在芯弦上缠绕一层细铜丝，然后再缠绕一层更粗的铜丝制成，往往多用于低音区频率最低的几个音上。缠弦会因为人手上的汗液和潮湿空气等人为或自然原因产生生锈现象，为较长时间保持低音弦的品质、延长使用寿命，需要在生产时需戴好手套以及在缠好弦后对钢丝部位涂抹防锈油。

由于低音弦的频率变化以及变化中逐渐改变弦的质量﹙ 重 量） 的 需 要， 缠 弦 的 直径也应该随着频率的变化而变化。 常用缠弦铜丝的规格从0.175m m～1.95m m不等，分为40多种规格，就像选定钢丝弦的规格一样，这些不同直径的缠弦，也是随着低音缠弦频率的变化和设计需要而从中选取的。

缠弦是靠熟练的操作技术和传统工艺在打弦车上精心加工而成。选配芯弦和铜丝规格要恰当，符合工艺设计的参数，芯弦需顺直无折弯。往往很多公司和制作琴弦的技师忽视了琴弦的应力对钢琴音准的影响。钢琴音准的稳定性，与琴钢丝的性能有一定的关系。弦张紧后在一定时间内应力会下降，这种下降称为张驰，琴钢丝的张驰率不应大于3%。尤其新的琴弦在音高差得很多时，调到正常的音高后，在短时间内音高会出现大幅度的下降，对音准的影响非常大。经过长期的生产实践，通过反复试验和论证，我们发现，将琴钢丝固定在打弦车上后，根据琴钢丝的粗细，适当地调整张紧钢丝的张力，将打弦车的转速调整至3000转/分钟，用活动扳手做为夹具在钢丝的有效弦长部位来回地进行夹磨几次（图5），可以消除钢丝的部分应力。这样做同时也对钢丝的表面进行了打磨，增强了铜丝在钢丝上的附着力，也使得钢丝以及做好的低音弦保持了较好的顺、直状态。

图5 消除钢丝的应力

图6 钢丝在未消除应力和未校直前打弦后的状态﹙缠弦呈弯曲状态﹚

图7 钢丝在已经消除应力和校直后打弦后的状态﹙缠弦呈顺直状态﹚

琴弦的椭圆度、表面的光洁度，以及整条弦的相对密度的一致性，都是琴弦质量的重要参数。

琴弦在张挂时(俗称挂弦)，一般都会根据铜丝缠绕的方向顺时针旋转360°（中音区的几组弦一般旋转720°）。这在一定的因素下，是受打弦车的影响使然。打弦车一般都是用两端的钩子（或一端用夹头）来固定钢丝。因打弦车的转动有不同步性，会对打弦车上钢丝的转动同心度有一定的影响，使得打好后的低音弦有一定的扭曲状态。通过在张弦时将琴弦往铜丝缠绕的方向顺时针旋转的方法，即能保持琴弦的最佳状态。

琴弦的制作质量需要通过大量的操作来获取经验和感觉。制做过程中一定要高度集中精神，手的感觉和大脑思维需要紧密地结合在一起，切不可分心。缠绕时要根据不同的低音弦直径的大小，用手控制铜丝的牵拉力和铜丝与钢丝的角度，保证缠弦的质量。牵拉力小、牵引角度过大、铜丝缠绕过松、琴弦在振动时，铜丝与铜丝之间，铜丝与弦芯之间有间隙，产生摩擦，会形成沙音现象；牵引力过大，牵引角度过小，弦就会缠得过紧，其琴弦的柔韧性受到破坏，琴弦在振动时受到抑制，就好像敲打在湿度较大的木头上一样，形成木音。

缠弦时手控制铜丝的牵拉力大小，根据铜线的粗细和低音弦工艺设计的直径参数，可按公式进行计算：

①单层缠弦的直径=钢丝直径+（铜丝直径×2×95%）。

②双层缠弦的直径=钢丝直径+﹝（内铜丝直径+外铜丝直径）×2×95%﹞。

值得注意的是，公式中的95%是代表铜线的拉力，该拉力根据铜线的粗细来进行变化，一般为95%～98%。铜丝越粗，拉力越大，反之亦然。

手工制作低音琴弦的要领是：

（1）要通过长期大量的实践，积累经验，掌握好在缠绕时手拉铜丝的力度、柔度、手指对铜丝的校直度；

（2）在缠绕时，铜丝和芯弦之间要保持90°的垂直角度；

（3）保持手拉铜丝的平衡性；

（4）要精神高度集中，整个人的身心都需要融入到人机合一的缠弦状态中。

图8 缠弦时钢丝与铜丝的垂直角度

四、低音弦的贮存及使用过程的保养

琴弦钢丝、铜丝最怕的是生锈。钢丝生锈不但外表不洁净，而且破坏钢丝的强度，会使钢弦断裂，因此在任何时候都要注意防潮。

在仓库贮存的时候要保持仓库的恒温恒湿，切不可放置在潮湿的环境，也不能让琴弦突然从较冷的地方移至热的地方，因为热空气会在琴弦上冷凝成水使之生锈。

在生产过程中，涉及使用琴弦的工序都不能用手直接接触琴弦，必须戴上手套，以免手汗或者其他化学物质腐蚀琴弦。

此外，不能让锐利物体和过硬的工具触碰琴弦，以免损伤琴弦和铜丝的表面，受到破坏的铜丝表面保护层与空气中的湿气接触会氧化生锈。

五、影响低音弦音色的主要因素

1.音板系统的性能

音板﹙共鸣板﹚的谐振，能够增大琴弦振动的声功率。一块好的音板，能获得巨大的声功率，从而极大地扩大钢琴的音量。因此，钢琴音量的大小，在很大程度上取决于音板的质量和性能。

音板对含水率的要求极高，要求在6%以下。当音板油漆前未控制好音板板材的含水率和音板的弧度，含水率偏高，音板的弧度达不到粘接要求，音色势必会发闷。

低音的共鸣不好，最明显的迹象是音板上的低音码桥有脱胶现象。可以用螺丝刀顶在码桥的别弦钉处，弹键使琴弦振动，如果确实码桥脱胶，那么由于螺丝刀的压力，声音马上就会有好转。证明了码桥脱胶，便可以在脱胶处扭上几支木螺丝进行固定解决。

2.键盘、榔头对弦的作用力

相关的问题包括：

（1）键盘机械力度不平衡，弹奏力度不能全部均匀地传导到琴弦上；

（2）榔头的呢毡软硬不均匀，击弦时产生拍声和金属音；

（3) 榔头顶部磨损，顶部痕迹太深，接触弦的面积太大；

（4）小槌轴眼松动，击弦时左右摇摆或打偏。

键盘机械力度不平衡，弹奏力度不能全部均匀地传导到琴弦上，需要认真仔细对键盘系统检查修理和调整。如果榔头太软，声音较弱，同时产生拍声，则需对榔头加专用药水或用专用烙铁加热烫烙榔头的顶部，使呢毡变硬一些。如果榔头太硬，产生金属音，用排针刺榔头的顶部和顶部两端，使榔头变软。榔头顶部磨损，要用砂纸打磨，使榔头顶部均匀地接触琴弦。轴眼松动，需取下榔头，换好眼或小轴钉，使轴眼松紧适当。

3.弦的张力与质量的关系

不同材料、不同质量的琴弦，发出的音高也不相同。材料、长度、质量相同的弦，若张力相同，其音高（频率）相同，相反则音高（频率）各异。同一根弦张力小则音低，张力大则音高。同样材质的弦，如张力、直径相同，长的音高，短的音低；如张力、长度相同，粗的音低，细的音高。

六、结语

低音缠弦虽然只是钢琴的部件之一，但对钢琴的发音、音色、音准等指标影响极大。加工、使用、保养好琴弦，可以使一台钢琴更加出色和完美。