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3.1不锈钢雕塑模型的设计
模型应分阶段根据设计进行一定比例的放大工作。如果造型简洁、概括,可以按小 比例模型直接放到原大,完成加工制作。
如果是较为具像的人物造型,就必须要做原大的模型,以确保在雕塑加工过程中不 失形和变形。
3.2不锈钢雕塑的骨架放大
不锈钢雕塑根据不同的造型可采用相应的加工手法, 无论哪一种手法都应确保雕塑的艺术质童及工程质量。 下面以抽象雕塑为例介绍不锈钢骨架的放大与制作方法 (1)抽象雕塑多采用小稿子按比例放大。具体做法是 借助放大比例尺(图3-1),先在坐标纸上找出相应点,进 行三维确定各点,再在一平整场地上,根据坐标纸的比 例按原大画出相应格子。准确找出相应点,焊接桩位。为 在加工阶段保留格子线,可将碳钢板铺平在地面上,然后 用油漆画格子线不易抹掉。
(2)根据坐标格子找出相应转折结构点,直接在钢板上焊钢筋,如图 3-2?图3-4所示。用此方法即可将雕 塑外轮廓形的各折点全部定位,再用 钢筋全部连接(钢筋焊接时,应打出坡 口焊接,否则钢筋会不流畅),即可呈 出雕塑的外轮廓形状。这时的外轮廓 形状似一个雕塑空透的网架。
(3)由雕塑设计者将所有结构形 体检查一遍,主要是把不流畅的线条重新校正一下。这一阶段是整个雕塑成形的关键,一旦加固完成再调整就几乎没有可能。
(4)用钢筋进行内结构加固。内骨 架是雕塑能否竖立的重要环节,在加 固前,应先由结构师估算出雕塑整体 重量,根据估算出的重量再分析钢材 的受力、抗震及受风荷载情况,确定相 应的加固方案,然后根据加固方案,再 用钢筋将内骨架连接起来,雕塑的基 本骨架形也就形成了。
(5)用无缝钢管将雕塑的内结构支撑起来(无缝钢管根据雕塑体量的 大小选择不同的壁厚和直径,具体的 标准应由结构工程师进行结构与荷载 的抗震等计算,以确认最终的加固方 案)。无缝钢管多由粗往细一根根穿插,由底部向顶部延伸(图3-5),从 而完成雕塑内部的基本结构。这一阶 段一定要检查各焊点的焊接技术与质量。焊接时,打出管子厚度的45°角坡 口,每焊一遍应清除焊渣,最后作探伤鉴定,以保证内结构的焊接质量。
3.3不锈钢雕塑的封板阶段
3.3.1贴碳钢板阶段
基本骨架放大完成后,下一步就是贴基层碳钢板,具体的做法有两种:
一、在网架上贴碳钢板
直接将碳钢板切割成适合于切割的大小,并和基础骨架相焊接。碳钢板的硬度很大, 多采用2?2.5mm厚的钢板。在剪切之前需将所切大小进行放样。放样的材料一般不用纸张,因为纸张较软,必定变形,多采用牛毛毡。先在牛毛毡上进行放样,然后根据这些 样板剪切碳钢板(1张毛毡样板在下阶段剪切不锈钢板时,还可再用)。封碳钢板时一定要将碳钢板和放大的网架连接严实,以防雕塑变形。然后将表面处理平整(钢板、焊缝 只需点即可>,以利于在其表面封不 锈钢板(图3-6>。在贴碳钢板阶段还应 注意以下问题:
(碳钢板封好后,要根据雕塑体斌的大小、每部分造型和运输条件将整个体域进行合理分解。因为雕塑在加工 的过程多为异地施工,加工后的运输是 一个重要环节。因此,在加工的过程中 首先要考虑如何运输,对于无法运输的 大型雕塑,要将其体块根据汽车装运能力进行分解。在运输条件许可的情况 下,体块尽萤切割的大一些,以减少现场安装的工作量。
(2)分解时在内骨架的对接处要做技术处理。具体方式是采用在对接处将无缝钢管锯开,同时在切口处两边置放法兰盘的 对接方式(图3-7)。此工序可保障雕塑分解后在运输到施工现场安装时很容易对接和不变形。
(3)封碳钢板和加工一定要到位。否则,将不锈钢板貼上后再发现问题将无法更改。 对于较为具像的人物雕塑,一定要在原大模型上将所有转折细节严格加工到位,较小的 转折面要靠小块碳钢板一点点锻造而成,以确保雕塑的造型和原大模型一致。这一阶段 是雕塑外在质量最关键的一个环节,往往也是雕塑最后成败的关键所在。
(4)碳钢板贴完后,一定要把所有焊点打磨平,磨开的焊点要重新焊上,处理平,为 贴最表面一层不锈钢板打好基础。
二、在网架上直接贴不锈钢板
直接在骨架上贴不锈钢板,不加碳钢衬板。该方法使雕塑表面强度减弱,需加大结 构强度,以确保雕塑表面不锈钢板不变形,对于过大的体量和面积该方法不适用。
3.3.2封不诱钢板阶段
封不锈钢板是封板阶段的最后一道工序,其主要工作有:
(1)切割——不锈钢的切割主要靠等离子机,所需的样板大小只要根据裁剪碳钢板 时所选用的牛毛租样板切割即可。
(2)焊接——在封不锈钢板时一定要将不锈钢板的造型按模型要求锻造到位(也就 是通常我们所说的板金工的工作水平要高)。焊接时为防止温度不均造成不锈钢板封板时 的变形问题,多采用先焊接几个点,逐步焊向周边,
焊接的质量一定要高,所选的焊条或焊丝要和不锈钢板一致,否则焊接打磨的不锈 钢颜色有色差,影响表面艺术效果(注:如果表面貼铜板,焊接时应用氧气焊)。最后一 定要检查,看是否有气孔、沙眼现象,焊接如果不密闭,矗立在室外,雨水易渗入不锈钢缝隙内,经碳钢板流出泛黄的铁锈水,影响雕塑的表面效果和质量(图3-8)。
(3)表面处理——不锈钢板封闭完 成后可能会出现不平整现象,局部还可 能有起包,修正的方法可用等离子机将 起包的地方割开,重新焊上,将其调整 到平整为准,对于凹陷的地方,采用拔 子(工具)往外拔,并磨平,同时用砂带 机处理焊缝,最后用抛光机抛光,直到 抛出雕塑表面所需要的统一效果为止。
不锈钢表面的处理效果有亚光和镜 面效果两种,亚光效果是不锈钢雕塑常 用的一种形式,置放于室外效果较好, 而镜面效果在特殊情况下才选用,如球 体或多棱体为追求折射效果而采用。大 面积的不锈钢雕塑是不宜用镜面的效果 表现的,如图3-9所示。
3.4不锈钢雕塑的分解运输与安装
一、运输
大型城市雕塑其体量较大甚至巨大,在前期加工阶段为了保证形体准确,一定是一 次性完整地放形,在封好碳钢板时就要对整个雕塑进行分解,如图3-10所示,有关内容 前面已经提到,这里重点强调为了运输方便,除分解合理的块体外,应在每块分解体上 焊接吊装用的吊装孔,利于吊装,且不伤不锈钢表面。吊装孔可待全部安装完成后进行 修补(图3-11~图3—13)。
二、安装
安装是雕塑工程中最重要的一个环节之一,首先是与基础连接一定要合乎要求,安全第一,钢板要与基础的预埋钢筋焊接,并浇灌水泥,如图3-14所示。在灌水泥时要确 保水泥和钢板的接触面垫实,如可在钢板上打孔,进行二次水泥添灌,如图3-15所示。
在雕塑体块的安装组合过稈中,要考虑对接时的补封板处理,因为补封板在焊接过 程中仍会出现不平整,与周边不一致;另外接缝处还容易起包(图3-16)。处理办法除 打磨之外,仍可利用拔子等简易工具进行调整。
3.5不锈钢雕塑的后期修整工艺
所有封板工作结束后,最后进行表面统一打磨处理,要选择合适型号的砂纸沿统一 的规律方向进行打磨,以保证不同光线下的色泽统一。否则,表面很容易显得花而乱,影 响整体效果。
在不锈钢雕塑中主要通过亚光和镜面两种肌理效果体现不镑钢的材质美。通常情况 下,大面积表面多用亚光效果,而局部重点或管材部分用镜面效果;主体用亚光效果,球 体用镜面效果对比好,这也是城市雕塑常应用的一种处理手法。
一、亚光效果
磨光的工具由砂光机(盘式、平板式和带式三种,最常用的主要有盘式和平板式), 附上粘有磨料的砂布、砂纸、砂轮,在磨光过程中,利用无数个磨料颗粒(相$丁?无数 硬度很高的刀刃)在金?表面进行切削加工,从而达到f?整的目的。
砂布:装丁机具或以手工磨削不锈钢表面,使之达到平整的目的,粒度号小,用于 粗磨:粒度号大,用于磨细。
砂轮:用于不锈钢表面的粗磨。多用T内结构钢材的打磨。
砂纸:有千磨砂纸和耐水砂纸之分。耐水砂纸用于在水屮或油屮磨光金属表面。
二、 镜面效果
镜面拋光效果分为预拋光和精抛光两部分:预抛光是先用硬性或较硬的抛光轮对经 过磨光的不锈钢表面进行表面处理。
精拋光部分是用软性轮对预拋光表面做进一步加工,除去预抛光留下的痕迹,获得 光亮如镜的表面效果。
三、 其他
最后简单介绍彩色不锈钢的基本特点:彩钢雕塑是在当今城市雕塑中不可或缺的一 种表现形式。彩钢雕塑主要依托T不锈钢雕塑的基础,在其表面喷漆即可,也有为省成 本直接用碳钢板加丁成型在表面喷漆的。总之,在不锈钢表面喷漆后会保持时间持 久,有条件最好使用此方法。而碳钢板表面喷漆?般也就维持1 -2年要想保持彩色效果, 必须定期喷漆维护,最好不要采用此方法。
3.6不锈钢雕塑的焊接加工工艺
焊接工艺是现代工业文明所带来的一种雕塑艺术产物,艺术家将艺术构思与创作技 巧通过快速焊接转变成一件件优秀的城市录观雕塑,也成为城市雕塑中的一朵奇葩。
焊接工艺在技术上并不复杂,其创作思想占有很大比重,主要是解决好艺术的创作 构思。许多作品皆是运用现成的材料,甚至是废弃的钢铁材料―次利用,使之焕发和生 成一种新的艺术作品(图3-17。焊接方式主要分两大类:
(1)电弧焊一主要焊接钢结构部分,是一种最普遍而通用的焊接方式,电焊机分 为交流电焊机和直流电焊机两种。
交流电焊机结构简单,制造及维修方便,价格低,工作噪声小,携带方便,应用很广。直流电焊机优点在于电弧稳定,能适应各种焊条,但携带不便,价格较高,适合于固定场所加工。
(2)氩弧焊-广泛应用于不锈钢的焊接。在焊接不锈钢材料时质景易得到保证,焊 接生产效韦高,操作方便,很适合大型+锈钢城市雕塑加工使用。