冰雪有光——冰上“速度与激情”的奥秘在这里

文/武汉华工激光工程有限责任公司

速滑项目被称为冰上的“速度与激情”，也是中国队的热门项目，一直备受关注。

但是，速度可达14米～20米/秒的高速冰鞋若触及运动员，轻则划伤皮肤，严重的甚至造成生命威胁，冰鞋利刃可谓是速度与危险并存。

冰刀的结构

其实，冰刀并不是真正的刀，而是装在冰鞋底下的钢制刀状物，是冰鞋最重要的部位，由刀管和刀片两部分组成，如图1所示。

图1 冰刀结构

冬奥会项目中涉及需要穿着冰鞋的有四项比赛，其中，速度滑冰和短道速滑对速度要求最高，冰刀刀身长，刀刃窄且平，蹬冰面积大而摩擦阻力小，与花样滑冰、冰球项目的冰鞋大不相同，详见图2。

图2 不同的刀刃截面

速滑冰刀的刀管约0.8mm，刀片平均厚度为1.4mm。也就是说，拿速滑冰刀切菜，无异于用菜刀刀背，使不上劲儿。

由于刀管和刀片焊接要求强度高、温度适应性好、美观性好，而且涉及异种材料焊接，因此激光焊接成为冰刀焊接的最优解。

冰刀是怎样炼成的

刀管材料一般是具有高屈服强度的高强钢，在运动员速滑过弯时，速度非常快，离心力大，冰刀轻微变形，在过弯之后，高强钢可以满足冰刀回弹的需求，完成弹性变形。

刀片的主要材料也是钢，不同质量的冰刀主要取决于碳含量，与刀管焊接时涉及异种材料焊接。较高等级钢材制作的冰刀边缘使用寿命更长，但硬度更高的钢材直接提升焊接难度。

碳素钢冰刀

一般为初学者使用，正常情况下，碳素钢制成的冰刀经热处理后表面硬度为56～64HRC。

由冰川作用塑造的地貌。

别名：海螺沟冰川森林公园

号称：世界海拔最低冰川

沟长：30.7千米

景点：红石公园、冰川森林、草海子、大冰川瀑布、燕子沟、南门关沟

解读：海螺状的沟地匍匐着红石 富氧的风轻叩着雪山冰川的门 仿佛法王的号角唤醒鸟儿久远的记忆 灼热清冽的泉水啊治愈洗涤了多少人的病痛和心灵

中华地理

八大地貌的最美景区

07

海螺沟

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四川甘孜

不锈钢、高等级碳钢或高速工具钢冰刀

一般为熟练或中级爱好者使用，冰刀用钢等级较高，其有较强的抗腐蚀性能，并能使滑冰者改善频繁的跳跃和旋转。

粉末合金（PM）

一般为国际竞技或发烧爱好者使用，属高端冰刀用钢，只有国外少数公司可以生产，且有相关的矫正设备。

国际比赛级用的冰刀一般要具有耐磨、抗腐蚀、工作面适用不同冰面硬度、轻质、后期打磨次数少、适应频繁跳跃、滑动且不易与鞋底连接脱焊等基本必备特点。

冰刀居然不是直的

冰刀的侧面形状和刀刃设计中都有着丰富的力学原理。就短道速滑冰刀而言，冰刀不是直的，而是有弧度的，这种摆线形设计有利于运动员在具体发力时降低冰面和冰刀之间的摩擦。

同时，速度滑冰运动员在过弯时，速度极高，离心力极大，冰刀也会轻微变形，矫直后焊缝需保持强度且不变形。

除了材料和形状对冰刀焊接提出的要求，还有低温条件下焊接位不开裂、焊缝美观的需求。

冰雪有光

不论是哪种结构和长度，激光焊接都能实现冰刀鞋的使用需求，既包括抗压、抗弯、抗拉力的不变形需求，也能保证在冰场低温环境下（甚至是-20℃），焊接位密闭、不开裂。

目前，冰刀焊接可采用机器人自动激光焊接，对不同规格参数的冰刀零部件，以及不同的组合方式进行焊接，60s内就能完成一副冰刀焊接。

智能化冰刀焊接生产线让冰刀的实用性和美观性同步实现。

结束语

行业虽小众，华工激光自2018年积极探索让冰刀制造国产化程度更高的方案，除了能够满足对高强钢材料的焊接需求之外，还在进一步探索如何通过辅助手段减少矫形等后期工作量，以及通过自动化将工序提质升效。

这些研究新方向，都是为了中国速滑市场能更好服务运动，在更完善的服务配套设施落地后，你有没有体会到冰雪运动的快乐呢。