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“專利是我們企業的核心競爭力。”這是青島海青機械總廠廠長左鐵軍接受記者采訪時特別強調的一句話。左鐵軍剛剛獲得了由中國發明協會頒發的“中國當代發明家”稱號。
左鐵軍在專利方面榮譽頗多：聯合國WIPO（世界知識產權組織）頒發的“杰出華人發明家獎”、“第十屆中國專利金獎”、“法國巴黎發明博覽會銀獎”、“第六屆發明創業獎”等。能獲得這些榮譽稱號，是因為左鐵軍和他的團隊研發出了世界領先的“薄壁銅鋁管焊接技術”。
在海青機械總廠的生產車間，記者見到了這個專利技術的“廬山真面目”：只見熟練的技工們正在用一種特殊的設備加工各種型號的銅鋁焊接管，旁邊加工好的銅鋁管堆成了小山，包裝上寫著國內知名空調企業的名字。據了解，目前國內大部分空調大企業都應用了這一技術產品，韓國、美國的空調企業也開始使用此項技術產品。
“這些設備表面上看不出什么門道，里面卻凝結了我們十幾年的心血，是我們此次獲獎的核心技術所在。”左鐵軍告訴記者，用這種設備生產出來的中間是鋁、兩頭是銅的長管子，就是此次獲獎的產品。這種管子是專門用于連接空調的室內機與室外機，替代了傳統的全銅管，將大大緩解銅資源匱乏的壓力。
“研發這個技術是被逼出來的。”左鐵軍告訴記者，這個技術研發出來之前，海青機械總廠沒有自己的產品，全靠給其他企業做零配件加工維持生存，“我們經常會幾個月發不出工資來。”左鐵軍說。一個偶然機會，他們了解到冰箱配件銅鋁焊接管接頭部位的故障率相當高，直接影響到生產冰箱企業的產品品質，便萌發了研發這一技術的想法。
銅鋁管焊接是一個世界級的難題，其最大的難度在于銅和鋁的熔點相差400多度，同時，鋁還會天然地在表面生成氧化膜，這層氧化膜很難清除不說，其熔點又比銅高出了1000度。三個不同的熔點，致使銅鋁焊接極易形成虛焊甚至焊不上。過去，很多企業采用一些特種焊接方法，如爆炸焊、閃光電阻焊、儲能焊、摩擦焊等，但這些方法或者只能完成1毫米以上焊接，或者不適合工業化生產。一些發達國家嘗試利用“銅鋁共晶組織”構成焊縫，但也沒有實現工業化應用。
只有發明新的焊接方法，才能真正實現用鋁代替銅的目標。于是，從2003年開始，左鐵軍親自帶頭開始了艱苦的研發，整整三年時間，每天晚上都要干到11點，有一次他在車間熬夜做試驗，由于眼睛只顧盯著產品了，忘記了兩只手也在機器上，結果讓機器壓傷了兩個大拇指。
“政府的支持也是非常重要的。”左鐵軍說，由于這個研發項目持續時間長，企業透支非常厲害，后來多虧青島市市北區政府提供了財政支持，累計給予150萬元的科研開發經費，才使研發得以堅持下來。
研發過程中，中國海洋大學材料科學與工程研究院的高級工程師趙越的加入，為深入研究提供了理論基礎和實驗設施，讓左鐵軍的研發隊伍如虎添翼。“我們用了10噸銅，試驗了數萬次，才發現與世界權威焊接方法相反的創意才是真正的解決之道。”左鐵軍說，找到了癥結，課題組又通過反復試驗，對壓力參數、電氣參數、尺寸參數以及材料成分偏差等多種因素都了然于心，終于發明了一種全新的焊接法——銅鋁套管擠壓電阻焊接方法，實現了焊縫中無銅鋁脆性組織、銅鋁原子結合，焊縫非常牢固，無論是拉伸、彎曲、壓扁等，都不會有任何縫隙。
“這個焊接技術我們申報了14項發明專利，8項已經授權，還申報了30項實用新型專利，都已授權。最核心的就是我們自己制造的套管擠壓電阻焊接機，這是一種數字化、智能化的套接接頭銅鋁管焊接設備，是世界上獨一無二的。它最核心的功能是能識別因溫度、電壓、電流、壓力、管子尺寸、工件裝配精度等等參數變異導致的誤差，任何一項指標與工藝要求不相符，它都會停止工作，這就保證了產品的下線合格率幾乎達到100%。”左鐵軍不無驕傲地告訴記者。目前，海青機械總廠共制造了6種型號、160多臺這樣的焊機，可以焊接從小到大多種銅鋁管，“從最薄0.3毫米、最小直徑3.2毫米，到最厚3毫米、最大直徑28毫米，我們都可以焊接。目前我們正在向30、40、50毫米的大直徑銅鋁管焊接邁進。”左鐵軍說。
這個技術的研發成功，其社會和經濟效益都是巨大的。這種技術可以應用到空調、冰箱、汽車、冷庫、蔬菜大棚等所有需要溫度調節的領域。以空調為例，傳統空調的制冷管，用的都是銅管，但銅一直是全球性緊缺資源，中國更是銅資源緊缺國，70%以上的電解銅依賴進口。相比之下，中國的鋁資源比較豐富，而且是鋁出口大國。而用鋁代替銅，成本可以降低一半，如果全國空調企業都使用這個產品，每年可節約20萬噸電解銅，按每噸一萬美元的價值計算，可節約資金20億美元。
正是依托這一破解了世界級難題的技術創新，左鐵軍帶領的青島海青機械總廠從不足40人、沒有自主產品的小企業，發展到現在有500多名員工，擁有自主產品和品牌的中型企業，其銅鋁焊接管市場占有率國內達到90%以上，國際達到100%。2010年，他們共生產了1000多萬支銅鋁焊接管，實現產值1.48億元，今年1至4月份，其產值已經達到了7800萬元。
“我們下一步還要參與銅鋁焊接管國家標準的制定，爭取從標準的高度進一步提升我們的核心競爭力。”左鐵軍信心十足地說。
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