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名稱：冷卻板組件，ZL29機(jī)組成型部分的重要部件

作用：位于煙槍底板的上部，起到冷卻作用，令膠水凝固，同時(shí)閉合濾嘴接縫，使濾嘴條在其上部成型

加工難點(diǎn)：冷卻板組件對(duì)表面平整度要求高，尺寸公差小，加工時(shí)極易因?yàn)楹附幼冃?、尺寸超差等原因?qū)е铝慵?bào)廢；組件中的管采用1.5mm壁厚的不銹鋼材質(zhì)，與之組焊的冷卻板為厚度15.6mm、長(zhǎng)度687mm的條狀黃銅材質(zhì)，兩者間材質(zhì)的大小、厚度懸殊，焊接難度大

冷卻板組件是許昌煙草機(jī)械有限責(zé)任公司ZL29型纖維濾棒成型機(jī)上的關(guān)鍵零部件。該零件由冷卻板、壓板、管三種零件構(gòu)成，內(nèi)部封閉中空，冷卻液在其內(nèi)流動(dòng)，上方開(kāi)有R4.5°的光滑圓弧，纖維濾棒在上方通過(guò)并冷卻成型。

由于冷卻板組件對(duì)尺寸公差的要求嚴(yán)苛，且加工工藝復(fù)雜，因此該組件此前一直依賴進(jìn)口，成本高昂，且進(jìn)口周期較長(zhǎng)。此前，許昌煙機(jī)公司機(jī)加車間進(jìn)行了國(guó)產(chǎn)化試制，但由于精度不達(dá)標(biāo)，整批零件報(bào)廢。

2020年年初，疫情突如其來(lái)，零件進(jìn)口變得更加困難。為徹底擺脫進(jìn)口依賴，降低生產(chǎn)成本，許昌煙機(jī)公司組織機(jī)加車間、結(jié)構(gòu)件車間和生產(chǎn)技術(shù)部成立了聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，集中力量攻克冷卻板組件的加工難題。

要實(shí)現(xiàn)該組件的國(guó)產(chǎn)化加工，關(guān)鍵在于滿足冷卻板組件±0.02mm的定位尺寸公差要求。而影響定位尺寸公差的最大因素，就是焊接變形。

工藝是決定零部件品質(zhì)的關(guān)鍵工序，團(tuán)隊(duì)成員黃小芳、謝陽(yáng)陽(yáng)、馬剛峰三人無(wú)數(shù)次調(diào)整改進(jìn)工藝標(biāo)準(zhǔn)，最終保證了R4.5°圓弧銑削合格，冷卻板臺(tái)階面銑削達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。隨著冷卻板組件三種零件全部加工完畢，冷卻板組件進(jìn)入組焊的試制階段。

看到冷卻板零件和管零件，即便是最老練的焊工師傅也犯了難：一邊是壁厚1.5mm的不銹鋼管材，一邊是長(zhǎng)687mm、厚15.6mm的銅條，導(dǎo)熱效率不一樣，受熱范圍不一樣，要想讓它們倆順利合為一體，還要控制變形量，焊接難度不是一般的大。黃銅類的焊接，常規(guī)方法是使用銀基釬焊，但該組件中的冷卻板既長(zhǎng)且厚，銅的導(dǎo)熱效率也高。當(dāng)焊接師傅利用乙炔槍進(jìn)行預(yù)熱時(shí)，往往這頭溫度上來(lái)了，那邊溫度就下去了，而管既薄且小，稍不注意就會(huì)因溫度過(guò)熱而燒穿。只靠手工釬焊的話，很難找到兩者間的平衡溫度，從而達(dá)到施焊條件。

果不其然，從多個(gè)試件的焊接結(jié)果來(lái)看，要么是溫度不夠?qū)е潞缚p不均勻無(wú)法形成密封，要么是熱量過(guò)于集中導(dǎo)致管被燒穿直接報(bào)廢，即便偶爾有焊接成型較好的，也因室溫和零件的溫差較大導(dǎo)致組件表面產(chǎn)生了應(yīng)力變形。

看著問(wèn)題百出的焊接試件，黃小芳和團(tuán)隊(duì)成員涂志福都皺起了眉頭。

“手工釬焊過(guò)程控制不穩(wěn)定，造成了各種焊接缺陷，這是其一?！?/p>

“受焊零件焊接完成后，溫度極速下降導(dǎo)致應(yīng)力變形，這是其二?！?/p>

通過(guò)對(duì)多個(gè)試焊件的觀察，他們兩人迅速找到了癥結(jié)所在，但找到癥結(jié)不代表問(wèn)題的解決，整個(gè)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)都陷入了沉思。

“釬焊的底層邏輯是對(duì)零件加熱到高于銀基焊絲的熔點(diǎn)，從而使焊絲同母材熔融，既然這樣，我們是不是可以利用數(shù)控淬火爐來(lái)完成焊接呢？”涂志福提出，“用這種方式，說(shuō)不定能解決現(xiàn)在的困局！”

銀基焊絲的熔點(diǎn)最高是850攝氏度，管和冷卻板的熔點(diǎn)分別為1420攝氏度和1080攝氏度。從理論上來(lái)講，只要將淬火爐升溫到850攝氏度到1000攝氏度之間，就能保證冷卻板組件在均勻受熱的同時(shí)讓銀基焊絲順利和母材熔融，同時(shí)還可以做到對(duì)組件的焊前預(yù)熱和焊后保溫，從而避免溫差造成的應(yīng)力變形。

說(shuō)干就干，團(tuán)隊(duì)成員迅速找來(lái)試件，將銀基焊絲圈成跟焊縫相貼合的圓圈并套在焊縫上，再把組件放入淬火爐中進(jìn)行加熱。經(jīng)過(guò)一個(gè)小時(shí)的緊張等待，第一批在淬火爐中完成釬焊的試件出爐了。在爐內(nèi)均勻的高溫作用下，冷卻板組件整體受熱均衡，焊縫成型良好，由于完成焊接后爐中溫度緩慢下降，起到了很好的保溫效果，因此產(chǎn)生的應(yīng)力變形也小了很多。

以爐中釬焊代替手工釬焊的方法終于解決了此前該組件的焊接難題，在保證了焊接質(zhì)量的同時(shí)，生產(chǎn)效率也得到了較大的提升，更為以后復(fù)雜的釬焊類零件加工提供了多樣性的解決方案。

經(jīng)過(guò)一年多的努力，2021年年初，隨著焊接難題的攻克，冷卻板組件的國(guó)產(chǎn)化攻關(guān)很快順利完成。

如今，冷卻板組件已由依賴進(jìn)口轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾骷庸どa(chǎn)，不但大幅縮短了零件供應(yīng)周期，制造成本更是降低了40%以上，ZL29纖維濾棒成型機(jī)組中這個(gè)因?yàn)榈佬蚍倍?、工藝?fù)雜而始終依賴進(jìn)口的關(guān)鍵零件再也不會(huì)被“卡脖子”了。