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240多个日日夜夜 50多种试验材料 “工匠精神”让金凤焊割涅槃

发布时间:2017-01-12 15:07:00 点击:

本刊讯(记者杨晶 通讯员戎雪芳)国家专利45个,采用产学研合作方式,先后与日本TANAKA公司、上海船舶工艺研究所、上海交通大学等单位建立长期技术开发合作关系……作为一家集研发、制造、销售焊割设备于一体的高新技术企业,中国焊接协会常务理事单位和焊割行业标准主要起草单位之一,温州金凤焊割机械制造有限公司以精益求精、严谨专注的工匠精神,长期致力于焊接、切割专用设备的研制,多年来不断研发新产品,推动行业发展。

焊接接头的不完整性称为焊接缺陷,主要有焊接裂纹、未焊透、夹渣、气孔和焊缝外观缺陷等。这些缺陷减少焊缝截面积,降低承载能力,产生应力集中,引起裂纹;降低疲劳强度,易引起焊件破裂导致脆断。据该公司办公室副主任董铭媚介绍,为了解决这些行业内的难题,公司专门成立了一支专业研发团队,这支团队的主要负责人则是刁海波。

来金凤焊割之前,刁海波曾在中国航天科技集团第8研究院旗下上海航天设备制造总厂五车间工作,参加国家科技重大专项《超大厚度双旋转驱动重载搅拌摩擦焊设备》和《龙门式五轴联动搅拌摩擦焊》研发及应用,开发了各种军用电子冷板的焊接、材料试板的参数实验、角焊工装的设计及焊接、各种铜合金的焊接、140mm超大厚板的焊接以及各种型号火箭燃料贮箱搅拌摩擦焊。此外,还承担国防科技工业特种焊接中心组长,在搅拌摩擦焊、搅拌摩擦点焊应用领域创造了多项国内第一。多年来在专业第一线的打磨,让刁海波养成了踏实务实、精致精细的工作作风。

去年8月份,刁海波接到公司设计、研发搅拌焊设备的任务。此后的240多个日日夜夜,他心心念念都放在了搅拌焊设备的研发上。

摩擦焊是利用工件端面相互运动、相互摩擦所产生的热,使端部达到热塑性状态,然后迅速顶锻,完成焊接的一种方法,可以方便地连接同种或异种材料,包括金属、部分金属基复合材料、陶瓷及塑料。刁海波介绍,摩擦焊方法在制造业中已应用40多年,由于其生产率高、质量好获得了广泛的工程应用,但焊接的对象主要是回转形零件,虽然也有其他形式的摩擦焊技术出现,以克服被焊工件几何形状的限制或提高生产率,如相位摩擦焊、径向摩擦焊、线性摩擦焊等,但实际应用很少。

“摩擦焊要成功,必须解决能焊和搅拌头的使用寿命两个问题,缺一不可。”刁海波表示,所谓能焊就是焊接后原材料的组织结构以及强度等要得到保证,在此基础上摩擦焊的搅拌头也非常关键。在焊接时,带有轴肩和圆柱体探针的搅拌头一边高速旋转,一边缓慢地插入到被焊接材料接缝处。焊接过程中,搅拌头与被焊工件摩擦生热,产生的热量可以使工件软化达到塑性状态,呈塑性的金属在搅拌头旋转压力的挤压作用下,沿搅拌头探针从前进面被搅拌到后撤面。随着搅拌头的移动,高度塑性变形的金属流向搅拌头的后部,冷却后形成焊缝。

“搅拌头的材料、热处理、形状以及工艺,每一项都非常重要,光材料而言,我们前前后后试过的就不下50种。”刁海波的搭档清晰地记得,去年年底的一天傍晚,已经过了下班时间,他和刁海波照旧留在车间,对他们自己设计的搅拌头进行试验。出乎意料的是,当天的焊缝质量出奇地好,可以说超过之前任何材料的搅拌头,刁海波他们都很高兴,以为终于可以成功了。由于当时天色已经很暗,他们没有注意到搅拌头的变化。

在匆忙的晚饭后,刁海波又回到车间,仔仔细细检查搅拌头,通过乙炔加热等方法,最终他们发现自己使用的材料,在高温下的性能比常温下要来得好。考虑到在实际操作中使用加热装置会产生安全隐患,最终还是放弃了该种材料,而时间已是凌晨。

诸如此类的失败对刁海波而言已是家常便饭,他和他的团队第二天就立马更换材料,继续寻求突破。今年3月,他们终于成功开发HMC系列摩擦搅拌焊机项目,现已经成功研制出一维、二维、三维搅拌摩擦焊机器,以及各种材料各种尺寸搅拌头。他介绍,搅拌焊焊接质量高,焊接变形小,节约能源,无污染,焊前可不进行化学清洗及焊接面的精加工,特别适用于各种有色金属或异种有色金属的焊接和异种金属焊接;摩擦搅拌焊的焊接接头的强度、塑性、韧性和疲劳强度比一般熔化焊要提高30-50% ,可达到或接近母材的性能。他们研发的铜合金搅拌头目前可达到300米的使用寿命,而在同行那里基本都是一次性就只能报废。

刁海波告诉记者:“‘工匠精神’就是在费尽周折没有收获时也能做到无怨无悔,不轻言放弃,用一步一个脚印的精神,艰苦磨练,产品和技能才能不断攀越,走向精致。”