鋼琴是被世人公認的音域最寬廣的樂器之一,鋼琴以她洪亮而圓潤的聲音,舒適的手感而深受演奏家和音樂家的喜愛,世上著名的鋼琴曲數不勝數。
鋼琴能具有如此美妙的聲音,原因之一就是她使用了優質的琴弦。鋼琴發聲的原理是由弦槌擊打琴弦,使琴弦振動發音,琴弦是鋼琴的發聲之源。
鋼琴的弦分為中高音區的裸弦和低音區的纏弦。裸弦是指直接將適合的鋼絲作為鋼琴弦掛在鋼琴上,中高音區一般由三根裸弦組成一個音。纏弦是在鋼絲的外面纏繞一層或兩層銅線,低音區一般由一根或兩根纏弦組成一個音。
鋼琴的琴弦要承受從70至150公斤的張力,通常采用的鋼絲弦,材料的應力要滿足100至160kg/mm2。縱觀鋼琴制造的歷史, 18世紀初,開始在鋼琴上使用優質的金屬絲作為琴弦;18世紀后葉,約有半數以上的鋼琴使用鋼質琴弦;19世紀,全部采用高強度的特種鋼絲,這種特種鋼絲比其它金屬弦的抗拉強度提高了近一倍。當今鋼琴制造行業中使用的琴弦鋼絲多數采用德國、美國、日本制造的特種鋼絲。
對鋼琴弦用鋼絲的要求:具備一定的抗拉強度,具有柔美的音響效果,音調能長久保持,經硬化過程后仍具有特別性和持久的穩定性。在較長的一段(如幾百米)鋼絲均勻度一致、直徑大小必須相同、外表不能有瑕疵。
鋼琴音準的穩定性與琴弦的性質有很大的關系,如果在調音之后琴弦發生長度延伸,則這根弦就不穩定,鋼琴很容易走音。因此琴弦的彈性延伸必須規定在一個適當的限度之內,延伸不能過大,否則很難保持其音準穩定性,發音效果也會比較差。另一方面,延伸也不能過小,如果延伸性過小,會使鋼絲的彈性限度與極限強度太接近,在鋼絲受熱或者調音時很容易使琴弦拉力超過極限強度從而造成斷弦。
鑒于以上的要求,選用世界上名牌鋼琴弦生產廠家的產品,是保證琴弦質量穩定的途徑之一。
鋼琴的低音纏弦纏繞部分一般是采用漆包銅線,這種銅線在國內可以生產。
下面簡單介紹一下低音纏弦的制作過程:
如上圖所示:這是一條低音纏弦的示意圖,低音弦包括鋼絲弦部分(芯線)和纏繞銅線兩部分。
制作低音纏弦時首先是把鋼絲線伸直,因為鋼絲一般是繞成捆打包的,經過一段時間會有一定的彎曲度,為了方便加工,必須把彎的鋼絲線拉直。拉直的同時一般把L3的長度確定(需預留扭花長度的線頭)。
第二步是做線頭扭花。低音纏弦的芯線要做一個線頭扭花,用于掛弦時固定在鋼板的掛弦釘上。線頭扭花扭紋的松緊度要適宜,過松會造成在掛弦、調音時扭紋部分在拉力的作用下變緊,從而導致整條低音弦變長,影響L1、L2的長度,使這條琴弦的銅線部分離兩端的固定點過長或過短,同時還會造成音準穩定性較差;過緊則會在做扭花的時候由于扭力過大將鋼絲拉長,甚至超過鋼絲的極限強度,將鋼絲破壞,這會導致在掛弦、調音時候造成琴弦斷裂,嚴重的在做扭花的時候就會斷裂。在生產上可以采用專機進行加工線頭扭花。
第三步是要確定好纏繞銅線部分的長度,即示意圖中L1、L2的尺寸。小量生產時可以用筆在鋼絲線上畫出標記,大量生產時則要用機器代替。為了使銅線能緊緊地纏繞在鋼線上,銅線部分的始末兩端要錘扁,這樣可使芯線形成一定的棱角,銅線纏繞的時候就能緊握住芯線而不松散。這一步可以使用沖床加上輔助工具來完成,在小量制作時可以用鐵錘將芯線的相應部分錘扁。
第四步是繞弦,俗稱打線。這是低音纏弦制作過程中最重要的一步,目前鋼琴生產廠家或專門的低音纏弦生產廠家是使用專用的打線機來完成。首先要把線芯兩端固定在打線機上,并且崩緊;然后把銅線用手纏繞幾圈,在錘扁的開始位置用手拉著銅線,開動打線機,使芯線旋轉,從而把銅線纏繞到芯線上。打線過程要注意幾個問題:
一是芯線要繃緊;
二是拉銅線的力度要適中,如拉力過小或過大會產生沙音、啞音等問題。拉力的大小要根據銅線直徑的大小進行調節。有時候為了使銅線能更好地纏繞于芯線上,在纏繞銅線之前可以用鋼銼把芯線磨得粗糙一些,這樣有利于增加銅線與芯線之間的摩擦力,使繞弦的效果更好。現今在國內有多家生產廠家使用自動纏弦機進行打制低音纏弦,這種機臺可以仿人手操作,預先設置拉銅線的拉力值,打制的纏弦質量比較穩定。
鋼琴弦的貯存、使用過程的保養:因為琴弦鋼絲最怕的是生銹,鋼絲生銹不但外表不潔凈,而且破壞鋼絲的強度,會使鋼弦斷裂,因此在任何時候都要注意防潮。在倉庫貯存的時候要保持倉庫的恒溫恒濕,不能讓琴弦突然從較冷的地方移至熱的地方,因為熱空氣會在琴弦上冷凝成水使之生銹。在生產過程中,涉及使用琴弦的工序都不能用手直接接觸琴弦,必須帶上手套,以免手中會有汗或者其他化學物質腐蝕琴弦;此外,不能讓銳利物體和過硬的工具觸碰琴弦,以免損傷琴弦的表面。
在掛弦的時候,我們要注意以下幾點:
一、琴弦在掛弦釘的位置一定要緊貼掛弦釘的底部,否則會造成琴弦掛得不穩固,容易脫落或者走音。
二、琴弦要沿著弦碼釘,緊貼在弦碼面上,這樣有利于把琴弦的振動通過弦碼傳遞給音板。
三、琴弦的另一固定端要通過弦枕或弦鈕后穩固在弦軸上,弦枕要加工成一定的圓弧形狀,不能是尖的或者是平的,因為尖或者平的弦枕容易使琴弦造成一個折角而損傷琴弦。
琴弦,雖然只是屬于鋼琴的一個小型部件,但對鋼琴的發音、音色,音準等極為重要,加工、使用、保養好琴弦,可以使一臺鋼琴更加出色完美。