主题:【原创】中国航空工厂的青年工人们 -- 百战长缨
2.突袭试飞团
这一篇是“中国航空工厂的青年工人们”的第一个续集
还是说说在172厂的事。
首先回答两位先生对于轰六起落架裂纹,罪魁祸首是原子氢还是离子氢的问题。这是在上一集里面提到的。
导致轰六起落架裂纹的不是氢脆。氢脆常常以所谓白点的形式出现。属于肉眼可见的宏观缺陷。氢脆是在常温常压无外力的情况下出现的。说明钢材的含氢量已经相当高了。而钢材中的氢只能是在冶炼的时候进入。那时候液态金属温度在1583摄氏度以上但是不超过2000摄氏度。有人据此认为,这样的温度尚不足以使得氢原子电离。所以,在课本上就说,进入液态金属的氢,是原子氢。
但是制作起落架的钢材,都是电炉冶炼的高等级钢材。冶炼电弧的温度高达6000摄氏度。在这样的温度下,氢原子不能存在,必定是以氢离子和自由电子的形式存在。而且实验证明,原子氢不能溶解于金属。电炉冶炼的时候,如果使用交流电,相比于使用直流电,而且液态金属接负极,碳棒电极接正极的情况,交流电冶炼出来的金属含氢量高。这可以用直流电冶炼并且直流反接就是液态金属接负极,导致氢离子俘获自由电子,变成氢原子,而氢原子不溶于金属来解释。
起落架焊接的时候,就是利用了这个性质。起落架接负极,电焊条或者埋弧焊焊丝接正极。电弧空间的氢离子向起落架方向飞跑的时候,在液态金属表面遇到厚厚一层自由电子云,这个电子云是电弧的负极作为发射电子的机构而产生的。于是氢离子俘获一个自由电子变成氢原子,氢原子不能溶于液态金属,所以熔池凝固后,它的含氢量降低了。这是起落架以及其他一切飞机制造过程中凡要焊接的工件所必须遵守的规则。
只有钨极氩弧焊除外。钨极氩弧焊必须使用直流正接(民用铝制产品可以用交流电)。所以,钨极氩弧焊焊接飞机零件的时候,必须使用高纯氩,四个九级别的。而且其露点温度不得高于零下70摄氏度。这样的氩气要经过特殊的分子筛一点一点筛出来,产量非常低,价格非常高。只有航空工业用得起。另外焊接材料必须进行除氢处理。航空工厂一般是采取真空加热的方式,让金属自身含有的氢释放出来并且立即被抽吸出去,保持炉内真空度。这又是一种价格昂贵的工艺。光是那个巨大的真空炉,就要花一大笔钱。更不要提贵不可言的使用费用。抽一炉真空就要很长时间。而民用产品的除氢工艺是普通加热炉在空气中加热保温,产品含氢量和制造费用与航空产品相比都根本不在一个层面上。
最缺德的是,有了上述设备还不够,焊接用的那把焊枪还必须带有气体透镜而且气体透镜必须经过紊影仪的校正。紊影仪是超音速风洞试验拍摄激波时用的设备。航空院校才有。可以让我们用肉眼看到氩气在空气中的流线。而气体透镜,是航空院校制造专业必讲的课程。但是一般的社会大学,即使是焊接专业本科,都不讲这个内容,也没见过这个实物。所以,同样的设备工艺,航空工业所用的等级比民用产品要高出几个数量级。而且价格高昂还在其次,根本就在市面上买不到。必须定做。国内只有很少几个大学或者国家实验室有能力做这个东西。
所以,钨极氩弧焊极少用于焊接高强钢,而主要在航空发动机制造厂,焊接高温合金以及不锈钢之类的抗高温抗腐蚀而不是承受巨大应力的零件。航空发动机的压气机,燃烧室,以及涡轮,都工作在至少400摄氏度以上的温度区间,金属内部就是含有氢,在这样的温度也都释放掉了。
但是飞机制造不同。飞机大梁,起落架,工作温度最高不超过100摄氏度。必须在制造过程中就把金属中含有的氢释放掉。或者尽量阻止外来的氢进入金属。所谓外来的氢进入金属的途径,主要就是焊接。
起落架裂纹不属于通常所说的氢脆。它是一种电子显微镜级别的微观缺陷。在常温常压无外力的情况下不能产生。必须是起落架受到巨大的应力并且应力持续足够长的时间,才能产生。如果应力不够大并且持续时间不够长,都绝对不会出现所谓的氢致裂纹。
我们这里既然提到了军工系统的金属冶炼,那么就不能不说一说炼钢方面的“电渣重熔技术”。电渣重熔技术是冶炼超纯净钢的高端冶炼技术。坦克炮的身管,核潜艇的潜望镜,都必须用超纯净钢来制作。当然德国走的是另外一条路,他们的超纯净钢用“真空自耗炉”进行冶炼。不过如今电渣重熔技术还是冶炼超纯净钢的主流,质量与真空自耗炉相当但成本更低。
世界上只有三个国家原创了电渣重熔炼钢术。分别是英国,苏联和大跃进时代的中国。
没错,原创国家有我们中国。而且是在大跃进年代。
1962年,当美国人炫耀他们从英国买来的电渣重熔专利的时候,我们用国产电渣重熔钢制作的122榴炮已经在白城靶场试炮了。改开搞以后,我国的电渣重熔技术还曾向美国出口。
现在,中国有着全世界最大的电渣重熔钢的生产能力。这代表着我国能够拥有世界上规模最大射程最远的火炮群。而实际上也正是这样,我国从加拿大引进的155毫米45倍身长射程39千米的加榴炮技术,在中国军工手里变成54倍身长射程100千米的精确打击火炮。比美国当家花旦M109A6远百分之三十。射程跟战术导弹相当射击精度却是几十米的范畴。
这一切都源于大跃进那个激情澎湃的火红年代。
现在主流学派说,大跃进搞糟了。说这话就应该打嘴。因为中国的重工业基础就是在大跃进年代奠定的。特别是航空工业。我的几个导师,那时候他们还是西北工业大学焊接专业二年级的学生;放下课本,走出学堂,背着行李带着干粮翻山越岭餐风宿露。干什么呢?找矿。有人说了,这不是地质专业的事情吗?跟你焊接专业有什么关系呢?有关系。
飞机焊接,飞机发动机焊接,都需要低氢型焊条和一种特殊的陶制焊剂。制造这一类焊接材料,需要金红石,萤石,大理石,石英砂,高岭土……很多种矿石。但是当时的中国,一穷二白。这些矿石的生产能力很低,有些就是缺门。总之根本满足不了飞速发展的工业需要。联系地质学院,人家说了,俺们的学生们早就不上课都去野外了。什么金红石,根本轮不上!地质专业现在找的是煤,是铁矿石,是铜矿石,是石油,当然,还有……附耳过来……,做那玩意儿用的,就这江西湖南那边,……知道了吧,你们这金红石,要往后靠靠啦。
地质部忙不过来,但是航空工业迫切需要。现在在福建前线,蒋介石的飞机一天两百架次进迫大陆。福州城被炸成一片火海。百姓死伤无数。国家领空需要战斗机而且越多越好。而制造战斗机就需要金红石这些东西。你是坐在课堂里等呢,还是亲身参加伟大的社会主义建设,为国家航空工业的迫切需要做出直接的贡献?
好男儿当然要精忠报国。所以我们导师后来讲课讲到焊材制造这一部分那是倍儿熟。原来人家大跃进年代就亲身实践过啦。
再说说大炼钢铁。大炼钢铁几乎成了大跃进的代名词。而且说到大炼钢铁就说是土高炉群。就说是劳民伤财。好像除了这个就没别的了。
为什么不提武钢的三槽出钢?!
各位可以到图书馆翻一翻1959年的人民画报。画报也是那个年代的特征。大多数人不识字没上过学的时代,画报是中国人喜闻乐见的宣传品。在那上面刊登了武汉钢铁公司三槽出钢的大幅彩色照片。也就是三座平炉同时出钢,钢水分别沿着三座导槽浇灌到同一座钢水包里面。极大地提高炼钢效率。三座平炉一共450吨钢水,加上钢水包600吨。武钢的桥式起重机俗称航车,最大载荷就是600吨。充分发挥了设备潜能。
苏联专家不同意。说你的钢水包300吨再加上450钢水,航车严重超载了。中国人说我们的钢水包只有200吨。是大连工矿车辆厂的新产品。不是传统的铆接结构而是全焊结构。32mm钢板不开坡口一次焊成。苏联专家说他们的扎比罗热钢厂也采用过全焊结构的钢水包,结果灌满钢水以后底儿掉了,炽热的钢水落地发生猛烈爆炸,一个车间全没了。严重的流血事件。
最后是大连工矿车辆厂派人专门参加了武钢的技术汇报会。说服了苏联专家。三槽出钢成功以后,苏联专家说要给最高的奖励。
俺非常有幸在大连工矿车辆厂实习过。那地方真个是藏龙卧虎。一位六十多岁退休的老钳工,手执一把风铲刨削坡口,就是把两米长的厚钢板的边沿切一条下来。完工以后根本看不出是手工活儿。谁看见谁说是刨床刨削的。这样的活儿,一天定额是60根。俺上去试了一下,俩钟点没弄成一根,最后拿出来还是高低不平。就这老师傅还夸我呢。说小伙子有手劲,风铲一点都没歪。那时候俺是校田径队的,天天举杠铃。由此可见钳工老师傅功力已达化境,炉火纯青深不可测。
大炼钢铁不是中央政府摊派。而是那个时代的民心和民意。在全国人民争先恐后地要为国家做出贡献的年代,不让百姓大炼钢铁就是违民心,逆民意。我那时候虽然年纪小,但是也还记得我们小学校长在全校大会上宣布上级批准我们学校参加大量钢铁群众运动时,全校师生沸腾的景象。
大炼钢铁把山上的树木都砍光了。说这话的人不懂算术。像这种依山傍水的边远山区,能有多少铁矿石或者现成的废铁供他们冶炼?恐怕除了自己家里的铁锅,找不出一点铁器吧?山在那个年代被砍光了是不假,但是肯定砍下来的树木不是去炼钢了,而是拿去盖房子了。
还有人说,大炼钢铁搞出来的都是土钢,没有用的。这话说的亏心。在冶金部还没解散的时候,有人问过这个事。回答是,全国1958年大跃进年代炼制的土钢,改开搞以后钢铁工业迅猛发展,早就被钢铁厂当作质优价廉的原料吃光了。
中国虽然是一个文明古国,但是秦始皇时代以后并没有机械制造的文化。我国曾经出土过战国时代青铜铸造的人字形齿轮。虽然齿形并不是精确的渐开线,但是仅此一点就说明那时候已经需要重载传动机构。什么样的机械需要连续重载传动呢?只能是大规模炼铁用的鼓风炉。
但是从那以后,随着地主阶级完成了登上历史舞台的时代任务,罢黜百家独尊儒术之后,中华文明就渐渐失去了进取心和创造力,我华夏传承了三千年的机械制造文化,至此中断。到了现代,虽然引进了苏联的最先进的喷气机技术,中国还是个农业文明为主导的国家。人民普遍缺乏机械制造文化的熏陶。缺乏大工业文明的熏陶。所以在发展现代制造业的过程中出一些纰漏,走一些弯路是必然的。不经过这种文化免疫,就没有今天的大发展。
机械文明的一个突出特点,就是遵守标准。但是中国的标准就是被违反的。对标准没有那种机械文明国家的敬畏精神。比如公斤,公尺,公里,重量这样的词汇,你如果思想上进入了机械文明时代,就应该非常厌恶,口述行文时绝不涉及。很可惜,如今就连中国传媒大学毕业的本科生研究生都做不到这一点。空有一个博士头衔。骨子里还在两千年之前。
现在的本科生都做不到,我们有什么理由去嘲笑我们那些付出了全部青春和生命历程,为我们今天的幸福生活奠定牢固基础的祖辈父辈和叔辈呢?
文章完全跑题了。本来说要描写“突袭试飞团”这一主题的,却岔到秦始皇时代去了。不过现代文学创作有一派所谓意识流的写法,就是不要拘泥于什么猪蹄,找一个话头展开来叙述,说到哪算哪儿。一些作家还从理论上说明,这就相当于我国传统文化的“鞭心马驰八极,油意车而戏九空”的境界。本文就算是这么回事吧。
172厂突袭试飞团放到下次再说吧。
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🙂你这个应该编入中小学安全教育教材,安全从娃娃抓起 让领导先走 字36 2013-06-08 20:17:14
🙂还是这个好,不过 8 没事瞎转 字178 2013-06-07 19:37:18
🙂真实生动 焊枪书写 尘封历史 悦独 字0 2013-06-06 20:17:00
🙂【原创】中国航空工厂的青年工人们续集之----突袭试飞团
🙂我以前搞真空物理,有同感,氢真的是个很麻烦的东西 3 夜月空山 字244 2013-06-26 02:42:26
🙂可以加超量的氧气后燃烧,再抽掉氧气和水蒸气吗? pseudo 字0 2015-03-12 02:36:01
🙂应该可以。问题在于超量氧气可能会破坏某些传感器 夜月空山 字36 2015-03-12 22:59:48
🙂很详细的资料 Erastus 字40 2013-06-19 14:39:00