自行車是否能用榫替代焊接？

12-20

自行車上的焊縫十分醜陋，能夠使用榫結構來減少焊接？

不能替代，至少沒有人(很少有人）這樣做過，這是簡答版本。
長答版本：
之所以願意回答題主這個問題，因為題主使用了「是否」而不是知乎上常見的「為什麼不」，證明題主本人還是很想了解「為什麼」的，但是題主也犯了一個錯誤，就是斷定焊接「丑」這個事，並不應該，一會兒給你舉例。
正文
首先要明確一點，榫卯結構是先於焊接出現的技術，有更悠久的歷史，在我國古代木結構建築、傢具等領域有廣泛應用，常用於銜接、組合實心的木材，通過不同的榫卯接合使之結構穩固而不需要使用釘子（看完我講焊接其實你也會明白為什麼用釘子反而是不好的）。自行車雖然是歐洲人發明的交通工具，但是有一種非常常見的加工方式，和榫非常類似的結構，應用了很多年，那就是LUG，中文叫套管，全稱是套管接頭釺焊。

就是這個東西（圖為車架前三角所使用的部分Lug，當然這個造型並不是很常見的那種）

因為主要以熔點較低的銅為焊料，所以也俗稱Lug銅焊（極個別情懷至上的廠家比如松下，對就是Pansonic那個松下目前是用銀焊，松下的情懷有機會再聊）

松下90年代名作PR6000，如今也有相同塗裝更高工藝水準的現車可以訂購，看過灌籃高手吧？流川楓的坐騎就是松下

圖為Dario Pegoretti焊接自己品牌的Luigino車架（lug焊車架）
「使用熔點較車架母材（鋼材）熔點低的銅或銀焊料進行焊接，儘可能少的破壞鋼材表面的質地，焊料作為填充物填充到母材的縫隙中，冷卻後使之堅固的焊接方法。」

其實和製作榫卯的哲學非常相似，之所以使用Lug，而且要加工成尖頭的造型，是為了增加焊料在母材和接頭之間的接觸面積，使之更加堅固。而且在TIG氬弧焊出現之前，在更加精確的切削工藝出現之前，鋼材與鋼材直接使用低溫焊料焊接的強度明顯差於使用接頭的焊接方法。而通過這件事情可以搞明白，如果古代使用釘子嵌入木材中，1不能保證足夠的接觸面積2鐵釘質地比木材硬，容易破壞木材形成更大的縫隙3鐵釘容易氧化，和結構穩定的木材比起來會更易氧化變質，時間久了導致建築坍塌，傢具咔嚓！
這是從製作的角度聊榫卯和焊接，再從結構和功能上聊，自行車用不了榫卯，為啥？因為榫卯接合了棟樑、骨架，依靠地心引力，在那裡矗立，人要麼躲在房子底下要麼坐在椅子上面，主要需求是「承」但是騎車是「乘」，人在自行車上還要動呢，還要時不時站起來騎，不用焊，直接就「咔嚓！」所以為什麼沒有油炸的茶葉吃？因為我們泡茶喝就夠了。我覺得有點跑題了，讓我們沿著歷史的軌跡，繼續聊一個很關鍵的問題，那就是：TIG焊

Cinelli Laser作為最早應用TIG焊接的一代名車被世界各地收藏家趨之若鶩，幾乎可以說：沒有激光就別搞自行車收藏了（圖中的這輛義大利國家隊版Laser已被國內藏家收入囊中）

20世紀80年代後，人類科技走到了應用高溫電弧進行焊接的時代，在此之前，Lug焊接應用於自行車車架製作相當廣泛，上到公路、場地賽車這種速度機器，下到通勤車、三輪車等等，都是套管焊接，雖然手法各有不同但是技術是統一的，都需要使用接頭。但是隨著競技體育對尖端技術的追求，儘可能減少車架的重量同時又保證足夠高的強度，尤其是當時鋁合金、鈦合金這兩種航天材料應用到車架製作里，考慮使用更加合理的焊接方式加工新材料以製作賽車，所以那個時代基本上是一個技術的分水嶺。

TIG焊接，即惰性氣體氣體保護焊，電焊的一種，一般使用氬氣作為保護氣體防止材料在焊接時過度氧化而變質，特點是焊接強度高，熔深淺，恰巧適合自行車管壁薄的特質，雖然氬氣本身很昂貴，但是省掉了一輛車上至少6個甚至更多的Lug接頭，而且為了達到更好的融合和精緻的外觀，接頭本身在焊接之前就要經過打磨，焊接完成之後也需要打磨，這些工序本身就是車廠需要付出的成本，同時因為鋁為了達到和鋼材接近的強度需要做粗管徑，創造出更長的焊道更大的接觸面積，強度從裡到外的提升，於是90年代的賽車比起骨感的鋼架時代一下子粗壯了起來，而如今碳纖維時代那就更粗了，但是碳纖維是一種可塑性很強的材料，想要胸大胸就大，想要腿細腿就細，便於異型化是它最大的特點，車架的空氣動力學屬性在碳纖維上得以更好的實現，這個就不聊了。

TIG因為是採用堆焊，所以我斷定這就是你所說「焊接很醜」的工藝，就是TIG焊，但是負責的說，若某車TIG焊接難看，是因為它本身就屬於難看車，所以焊道難看在所難免，TIG能否好看，還得看是什麼級別的產品，是否是高端車的TIG手藝，一看便知高下。

剛說了這麼多，就是為了說明一點，自行車這種難以規模化的產業，一直以來強調的就是一絲不苟精益求精，即便是如今已經可以提高產量的碳纖維車架，也是要靠想法、設計、品控來滿足高端需求的。剛才說，因為時代的變化，鋼、鋁、鈦已經完全退出「競技場」了，不過因為金屬材料本身的特質，對金屬車架的需求還是有的，雖然佔市場的份額非常小了，且高端的手工作坊還是可以滿足消費者對個性化的需求的。其實自行車這類消費品本身就是給人來用的，根本不存在哪個最好，哪個最貴，哪個最值這類概念，核心就是：你願不願意花這個錢，買這個車，而且就算你不買也有人買，一切判斷都是主觀的判斷最誠實。
所以我就順手給你介紹幾個車中翹楚給你看看，我認為都是美的。

De Rosa Sammontana,圖中這類頭管Lug很常見，大體上80年代的賽車，21世紀的「復刻」鋼架車都使用類似的接頭設計，當然了這種元年范的東西不是用科技隨便複製就複製出來地～

這可能是有別之前看過的Lug件，這也是理念上更接近題主你說的榫卯，內接合的Lug了，而這種lug製作的賽車可以說時曠世傑作（下圖高能

上圖就是著名的Masi 3V使用的內Lug，毫不誇張的說，這是義大利手工車架橫跨近百年里的頂級泰斗，不過最好的手藝往往最難傳承，因為高處不勝寒嘛，順便提醒一下大嘎：如今滿街都能買到的Masi，跟這個masi可僅有1毛錢的關係，就是名字一樣，剩下哪都不能比

再補一張3V!（這玩意能看出來是焊的？說是兩根鋼管長一塊去了也有人得信）

可能有很多國內玩家不服，憑什麼沒有你們家梅花啊是吧？好！你國車迷最愛的Colnago!但是是你們沒見過幾個的Arabesque！比你們那種8手號稱省隊退役「紅梅」高到不資到哪裡去了！
——————————————於是有些更不服的————————————

Hetchins 英國泰斗表示：世界上最長的Lug不服（我老闆也不服，他有兩輛H）

然後也有美國人不服

Richard Sachs作品，代表了如今北美手工作坊接過歐洲人衣缽大搞手工車架的一個現象，反正純是滿足個性的需求，美會玩

以上都是一些LUG焊範例，以下是TIG，依然高能

聊到氬弧焊就要特別談鈦合金，談鈦合金哪能不提及Moots呢？作為美國老牌廠牌，Moots可以算是鈦合金自行車的代名詞了吧，這工藝、創意、品質直接深刻影響著它的嫡系傳人們：INDEPENDENT FABRICATION、FireFly

IF作品：XS

FireFly和IF均和Moots一脈相承，除了工藝得以繼承，想法也更加「出格」

提及氬弧焊就又要聊到鋁合金這個材料了，雖然Nicolai的焊接並不以細膩美妙為追求，但是雙層氬弧焊和左右近乎對稱的焊道才是Nicolai最大的特點，符合軸B國人的辦事風格，就是象機器人辦出來的事

鈦和鋁看完了，鋼雖然退出競技場，但是也有頂級氬弧焊工藝的作品，順便請出達老師

其實呢，達老師最出名的並僅僅是過去隨隊為Pinarello 、Bianchi的車隊效力，服務於米格爾安杜蘭、馬爾克潘塔尼這樣的名將這麼簡單的，達老師在人生第二次離婚之後就徹底悟道了，除了著名Frame biuldder以外還是一位著名的抽象派畫家，於是鋼管成為了他的畫布，冰冷的工具第一次擁有了綻放藝術之花的自由（但是我常拿他來舉例，就這麼一個師傅也從來沒有把「情懷」翻譯成義大利語回國或給美國人那推銷自己，所以，這個詞誰毀掉的？我不想在這罵人）

而且本人非常幸運的騎過這輛原本隸屬於Brooks England 位於倫敦專賣店的展車，達老師不僅是一個畫家，他也是一名TIG焊接的高手，真的是一輛可以忽略重量的好車。同時，他也是親力打造自己產品和品牌的一名設計師，總之：贊（zan）嘆（Qián）!buybuybuy!

＃沒騙你我真的騎來著，爽的我直叫喚，右圖是本人的Nicolai Argon Road＃多聊幾句，金屬車架之所以退出競技場，主要是因為金屬架加工製造角度不如碳纖維利於規模化、市場化，尤其人工成本高，這樣才被「競技類自行車」這種追逐高利潤的產業給淘汰了。其實歷來都是產業先淘汰產品，然後用戶再淘汰，膠捲、民用相機、隨身聽等目前都被智能手機淘汰了，對於用戶來說是省錢了，廠家把研發那一切的精力都用來研究手機了，總歸他們也是省錢了。你是否認可一個自行車的價值，就在於本身這個車所傾注的人工，這種心血能否打動你掏錢，就這麼回事。
順便也感謝你的問題激發了我的想法。

最後Faema鎮樓

你可以買碳纖維的，或者平滑焊縫的。

自行車始終是在多方向複雜動荷載環境下工作，任何非固定結構都是作死。

摺疊車是不得不做死，那是犧牲了重量、成本和耐久性為代價的。然而那也是0自由度固定死的。

不能代替。

加油，搞一輛出來，記得讓我看看，摸摸大

腦洞可以開，作死可以試，自殺就不好了
看看紅牛fr，看看UCI dh，xco都行，你就會放棄這種想法了，別說榫卯造車，榫卯造個接坡我都不敢跳。。。

榫結構只能用於實心材質。自行車都是薄壁空心管，榫結構的接觸面只有1-2毫米寬，完全無法承受應力。如果用實心管材，榫結構就可以用，不過整車重量將不是10公斤，而是80公斤。

我算是理解為啥產品經理那麼招人恨了

應該說不能替代，不是說替代了做不出自行車，而是性能會下降。
首先是安全性能，焊接結構的剛度大，剛度大意味著自行車車架穩定，而鉚榫結構是機械連接，剛度小，自行車使用過程中會不穩，使用久了接頭鬆散的可能性很大，想想騎車時自行車架散了是什麼樣吧，鉚榫結構安全隱患大，這應該是最主要的問題！
其次，鉚榫結構是一種機械連接，一般來說機械連接的接頭重量要大於焊接結構的接頭重量(按照等強度設計)，因此焊接結構有助於降低自行車重量。
關於焊接和鉚接的區別，我在這裡回答了焊接與鉚接的區別? - 王明的回答
關於焊縫丑好多人多說了，這取決於自行車車架結構設計和焊接工藝，焊接還是能焊出非常漂亮的焊縫的， @MuA馬給了很多照片。補充一下MuA馬的回答，當前高強鋼的比強度比常用的7系和6系鋁合金還高，意味著用高強鋼做出的車架比鋁合金還輕，因為可以做的很薄，但是對焊接工藝要求就比較高了，開會看到台灣的研究機構在做這方面工作，用的CMT焊接，是給台灣的自行車企業研發的，可能是捷安特或者美利達吧。

如果你對自行車的理解只是通勤那麼加油造一台出來

當然能替代。

只要有錢，一體成型直接機加工出來也可以。

不過，題主嫌棄焊接不好看，我倒是覺得榫接也沒有更加美觀。

榫結構適合承重，適合靜止環境。自行車是震動環境，也不需要太承重，需要的是材料結構堅韌度。

我想說，還有很多人比較欣賞漂亮焊縫的

為樓上的答案折服了
是在下輸了

你想像的很美好，就目前的技術手段來說金屬結構的銜接處焊接仍然是最有效的解決方法，而且成本低速度快也相對堅固。卯榫結構更適合木材。

榫結構的自行車顛的散了以後容易把老百姓濺著

榫一定不行的，比焊接質量高的連接，緊固方式，近似於榫的，大約就是使用莫氏錐度進行嵌套。嵌套強度不必擔心，目前的機械加工，甚至是幾乎所有加工刀具緊固方式都是基於莫氏錐度嵌套的。夠不夠強度？夠不夠高大上？
成本大約要翻一倍，重量大約要多出不少。

為什麼使用焊接？便宜，結實，耐用。
至於樓上說氬弧焊焊縫丑的，那是新手焊的好不好？那是一公分一毛錢計件制的成果好不好？真要說漂亮，氬弧焊環形焊縫可以與機床倒角媲美，

以上圖片來自百度，氬弧焊貼吧

不夠自行車錢

我覺得榫卯結構可能按照現在的科技還不能造出很好的自行車代步工具，但畢竟也是一種可以探究的自行車交接方式，沒誰說自行車材料一定要用鋼碳素balabala的材料，一棒子打死不太好。可能個人原因比較喜歡榫卯，這也是凝結了中國古人的智慧結晶而且一直流傳至今，比較精緻的一種結構，說不定以後有新型材料很輕但穩定性好能夠用榫卯並且各個方向上的穩定性都很好也能代替焊接呢。個人yy不喜勿噴，畢竟新型材料帶動結構的發展的例子有很多。

還有我想不到，在不討論材料和製作工藝的情況下，榫有任何不如焊接的地方

我是做自行車結構焊接的，我是做焊機的，有需要聯繫我

氬弧焊的焊縫是丑，但是銅焊和套管焊很好看啊。