三月下旬,焊接實驗室的牆上貼滿了圖表。
左邊是一張巨大的引陣列合表,密密麻麻寫著束流、電壓、頻率、占空比、焊接速度、預熱溫度、緩冷速率的各種組合。已經試過的畫了紅圈,成功的打勾,失敗的打叉。放眼望去,叉比勾多得多。
右邊是焊縫質量統計圖,橫坐標是試驗編號,縱坐標是焊縫強度百分比。曲線起起伏伏,像心電圖。
老趙站在圖表前,眼睛布滿血絲:「第一百零三組,脈衝頻率150赫茲,占空比40%,預熱300度,緩冷速率每分鐘5度......焊縫強度88%,但熱影響區出現微量析出相。」
梁工在筆記本上記錄:「析出相會導致長期服役效能下降,這個引陣列合不能用。」 書庫廣,.任你選
一個年輕技術員哀嘆:「趙工,咱們試了快兩百組了,還沒有一組完全達標。要不......降低點要求?88%的強度,說不定也能用?」
「不能用。」言清漸的聲音從門口傳來。他走進實驗室,看了看圖表,「航空發動機部件,服役環境極端,安全係數必須留足。90%是底線,沒得商量。」
那技術員縮了縮脖子。
「不過,」言清轉折身,看著實驗室裡一個個疲憊的麵孔,「大家辛苦了。連續三週,每天隻睡四五個小時,鐵打的人也受不了。從今天起,恢復正常作息。」
「言院長,可任務......」老趙急了。
「任務要完成,但身體更要緊。」言清漸語氣堅決,「我看了試驗記錄,最近三天,成功率不升反降。為什麼?因為大家太疲勞,操作時注意力不集中,引數設定都有微小偏差。這種狀態下,試再多組也是白費。」
他走到黑板前,畫了個坐標軸:「我們現在就像在這個迷宮裡打轉,試了無數條路,都走不通。這時候該做的不是繼續亂撞,而是停下來,好好看看迷宮的結構。」
梁工若有所思:「您的意思是......係統分析?」
「對。」言清漸在黑板上寫下幾個關鍵詞,「材料特性、焊接物理、工藝引數、質量指標——我們要建立數學模型,找出它們之間的內在聯絡。而不是盲目試錯。」
老趙撓頭:「可咱們都是搞工藝的,建模......不擅長啊。」
「院裡有人擅長。」言清漸看向沈嘉欣,「小沈,去把林致遠叫來。另外,通知計算室的同誌也過來。」
林致遠正在忙著「902」零件的試製,聽說焊接專案需要幫忙,立刻放下手頭工作趕過來。計算室也派來了兩個年輕技術員,帶著手搖計算機和厚厚的計算紙。
「情況是這樣。」言清漸簡要介紹,「我們需要建立一個電子束焊工藝引數與焊縫質量的數學模型。輸入引數包括束流、電壓、頻率、占空比、速度、溫度;輸出指標包括焊縫強度、裂紋敏感係數、熱影響區寬度、變形量。」
林致遠推了推眼鏡:「多輸入多輸出非線性係統......有挑戰性。不過可以試試用多元回歸分析,先建立經驗公式。」
「需要多少組有效資料?」計算室的小陳問。
「至少三十組完全合格的試驗資料。」梁工苦笑,「我們現在隻有五組。」
「那先用現有的兩百組資料,包括失敗的資料。」言清漸說,「成功的告訴我們什麼引數好,失敗的告訴我們什麼引數不好。都是資訊。」
林致遠眼睛一亮:「有道理!我們可以用判別分析,區分成功與失敗引數的空間分佈特徵。找出那個『成功區域』的邊界。」
實驗室裡重新忙碌起來,但氣氛不同了。之前是悶頭試驗,現在是有目的地收集資料、分析規律。言清漸、林致遠、梁工圍在黑板前討論數學模型,老趙帶人繼續做試驗但頻次降低,沈嘉欣和計算室的同誌整理資料。
下午,寧靜推門進來:「喲,改行搞數學了?」
言清漸回頭:「你怎麼來了?」
「給你們送彈藥。」寧靜揚了揚手裡的檔案,「七機部通過蘇聯專家搞到了一份資料,關於高溫合金電子束焊的。俄文的,我剛翻譯了個摘要。」
「快拿來!」梁工眼睛放光。
寧靜把檔案攤開。這是一份蘇聯某研究院的內部報告,記載了他們焊接類似材料的經驗。雖然引數和材料有差異,但原理相通。
「看這裡。」梁工指著一段,「他們提到,除了脈衝引數,還可以在焊接過程中引入束流擺動——讓電子束做小幅度週期運動,擴大熱影響區,降低溫度梯度。」
老趙湊過來:「束流擺動?咱們的裝置有這個功能嗎?」
言清漸翻看裝置說明書:「有。磁偏轉線圈控製束流位置,可以做圓形、線形、八字形擺動。振幅和頻率可調。」
「試試!」老趙立刻來了精神。
新的試驗開始。這次在脈衝基礎上疊加了束流擺動,圓形軌跡,直徑0.5毫米,頻率50赫茲。
第一百零七組試驗結果:焊縫強度89%,熱影響區析出相減少,但變形量增大到0.28毫米。
「有改善,但還不夠。」梁工分析,「可能是擺動軌跡不合適。試試線形擺動?」
第一百零八組,線形擺動,振幅0.3毫米,方向垂直於焊縫。結果:焊縫強度90.5%,熱影響區良好,變形量0.22毫米!
實驗室裡響起歡呼。終於有一組完全達標的!
「別急。」言清漸保持冷靜,「重複性試驗。同樣的引數,再做三組。」
重複試驗結果穩定:焊縫強度在90%-91%之間波動,全部達標。
老趙激動得語無倫次:「成了!真的成了!」
「隻是第一步。」言清漸提醒,「這一組引數是針對當前這批材料、這個厚度、這個形狀的。材料批次變化了怎麼辦?厚度變化了怎麼辦?我們要找的是規律,不是一組神奇引數。」
他轉向林致遠:「林工,現在有了一組成功引數,可以開始建模了吧?」
「可以了!」林致遠已經整理出資料表格,「成功引數在引數空間裡形成了一個小區域。我們可以用這個小區域作為基準,往外擴充套件,尋找更大的安全區域。」
計算室的手搖計算機開始嗡嗡作響。小陳和小王輪流搖動把手,計算著複雜的矩陣運算。沈嘉欣在旁邊幫忙記錄,時不時請教林致遠某個公式的含義。
「這裡,這個偏相關係數是什麼意思?」
「表示在控製其他變數不變的情況下,束流和焊縫強度的關係。」
「那這個負值呢?」
「說明束流增大到一定程度後,繼續增大反而對強度不利。有個最優值。」
沈嘉欣認真記下,又問:「所以數學模型能幫我們找到這個最優值?」
「不止。」林致遠興致勃勃,「模型能告訴我們,如果我想把強度再提高一個百分點,該調整哪個引數最有效;如果我想把變形量再減小0.05毫米,又該怎麼做。這是科學指導工藝。」
言清漸聽著他們的討論,嘴角露出微笑。這纔是他想要的團隊——理論指導實踐,實踐驗證理論,相互促進。
傍晚,寧靜又來了,這次帶著飯盒。
「就知道你們又忘了吃飯。」她把飯盒分給大家,「炊事班老劉特意多做了些,說你們這些搞科研的,不能餓著肚子幹活。」
飯盒裡是土豆燒肉和米飯,熱氣騰騰。實驗室裡頓時飄滿飯菜香。
老趙邊吃邊感慨:「寧靜同誌,你可是我們的救星。不然言院長能讓我們餓到半夜。」
言清漸瞪他:「我什麼時候餓著你們了?」
「您是沒餓著我們,但您自己經常不吃。」沈嘉欣小聲說。
言清漸被噎住,實驗室裡響起一片笑聲。
吃完飯,林致遠的模型有了初步結果。他在黑板上畫出一個多維引數空間的示意圖:「根據現有資料,我們找到了這個『安全區』。在這個區域裡選引數,成功率在80%以上。區域邊界在這裡、這裡和這裡......」
他標出幾個關鍵邊界:「尤其要注意這個邊界——束流超過85毫安,無論其他引數怎麼調,熱裂紋風險急劇增大。這是材料本身的極限。」
梁工點頭:「和蘇聯資料裡說的一致。他們建議束流不超過80毫安。」
「模型還顯示,」林致遠繼續說,「預熱溫度在280-320度之間有一個平台期,效果最好。低於280度裂紋多,高於320度熱影響區脆化。」
老趙一拍大腿:「怪不得!我們之前試過250度和350度,都不行。原來有個最佳區間!」
「這就是模型的價值。」言清漸總結,「節省試錯成本,提高研發效率。林工,這個模型要繼續完善,把它做成一個實用工具——輸入材料效能、工件尺寸、質量要求,輸出推薦引數範圍。」
「明白!」林致遠幹勁十足。
接下來的幾天,焊接實驗室效率大增。在模型指導下,他們很快找到了三組不同的達標引陣列合,適用於不同的情況。老趙開始準備正式的生產試製——用電子束焊加工第一批航空發動機部件。
同時,培訓班那邊也傳來好訊息。孫建國和趙所長合編的《刮研工藝實操手冊》初稿完成,言清漸審閱後大加讚賞:「圖文並茂,深入淺出。不僅講怎麼做,還講為什麼這麼做。這纔是好教材。」
孫建國有些不好意思:「都是趙所長幫我整理的,我一個大老粗,寫文章不在行。」
趙所長笑:「孫師傅您太謙虛了。您那些經驗口訣,比如『研點要均勻,刮刀要穩準』,我寫都寫不出來。」
手冊油印了五十份,發給培訓班學員每人一份,剩下的送到各相關工廠。反響出乎意料的好,不少廠來信要求加印。
三月最後一天,言清漸在辦公室聽取專案進度匯報。
沈嘉欣首先匯報:「電子束焊工藝基本成熟,已加工出十套合格部件,送七機部檢測。培訓班第二期學員完成中期考覈,優秀率65%,比第一期提高十個百分點。手冊編寫組完成前八章,預計四月底完稿。」
寧靜接著:「焊接實驗室擴建方案已獲批,下月動工。新增一台真空爐,用於焊後熱處理。七機部承諾的衛星部件焊接任務,正式檔案已下達,要求六月底前完成工藝開發。」
老趙補充:「我們計劃用兩周時間,把現有工藝移植到0.8毫米薄壁焊接上。難點在於熱輸入控製更精細,變形控製更嚴格。」
言清漸聽完,點點頭:「進展順利,但不能鬆懈。老趙,薄壁焊接要格外小心,先做模擬件,別直接上正式材料。」
「明白。」
「另外,」言清漸看向眾人,「四月份我們要做一件大事。」
大家都看向他。
「籌辦第一次全國精密製造技術交流會。」言清漸宣佈,「邀請全國重點廠礦的技術骨幹,來咱們這兒交流經驗、展示成果。培訓班學員的作品,咱們的電子束焊工藝,刮研手冊,還有正在編寫的精密製造手冊,都要在會上展示。」
會議室裡安靜了幾秒,然後爆發出興奮的議論。
「這個好!早就該辦了!」
「能讓全國同行看看咱們的成績!」
「也是學習的機會,咱們也能看看別人有什麼好經驗。」
言清漸抬手示意安靜:「這事由寧靜總負責,沈嘉欣協助。四月開始籌備,五一假期後召開。規模一百人左右,會期三天。」
寧靜迅速記錄:「需要協調住宿、會場、資料、接待......時間有點緊。」
「所以纔要抓緊。」言清漸說,「這是展示機械科學研究院實力的時候,也是推動全國技術交流的好機會。務必辦好。」
散會後,沈嘉欣留下來整理會議記錄。言清漸看著她專注的側臉,忽然問:「小沈,你覺得咱們院現在最大的短板是什麼?」
沈嘉欣想了想:「人才儲備。現在覈心骨幹就這些人,專案越來越多,大家越來越忙。新人培養跟不上需求。」
「說到點子上了。」言清漸點頭,「所以這次交流會,還有一個重要目的——發現人才。看看全國各地有沒有好苗子,可以吸納進來,或者建立合作關係。」
他站起來,走到窗前:「國家建設速度越來越快,對技術的需求越來越大。光靠我們一個院,撐不起整個領域。要形成網路,要培養梯隊,要讓人才能流動起來。」
沈嘉欣看著他挺拔的背影,輕聲說:「您想的總是很遠。」
「不想遠點不行啊。」言清漸轉身,笑了笑,「今年我二十九,還能拚二十年。二十年後呢?得有人接上。」
他回到桌前,拿起一份檔案:「對了,有件事要跟你說。部裡建議我推薦一個年輕人去蘇聯進修,學精密製造。你覺得培訓班裡,誰合適?」
沈嘉欣一愣,仔細思考:「劉建設肯鑽研,但理論基礎弱。上海來的小王理論好,但實踐經驗少。甘肅的老孫經驗豐富,但年齡大了......」
她一個個分析學員特點,最後說:「如果非要選一個,我選哈爾濱來的小李。二十八歲,有七年工齡,夜大畢業,理論和實踐都不錯,而且有股子闖勁。」
言清漸讚許地點頭:「和我想的一樣。你通知他明天來找我,我跟他談談。」
「是。」
沈嘉欣離開後,言清漸獨自坐在辦公室裡。夕陽從窗戶斜射進來,在桌上投下長長的光影。
四月份,薄壁焊接攻關、技術交流會籌備、培訓班結業、手冊完稿......又是滿滿當當的一個月。