“焊接泰斗”潘际銮 焊接我与家国

稿源: | 作者: 南方人物周刊记者 张明萌 日期: 2022-05-06

“我是工程教授,所以更强调的是动手能力。光有理论不行,工匠精神不是有技术有机器就行。就像德国对产品品质有一套非常严格的标准,产品讲究的是每一个细节都要达到高精。”

2017年4月21日,北京,中国科学院院士、清华大学教授潘际銮在家中接受采访  图/视觉中国

2017年,90岁的潘际銮登上中央电视台节目《朗读者》的舞台。在主持人的介绍下,这位老人的面貌逐渐清晰:他是中国第一条高铁的铁轨焊接顾问,是中国第一座自行建设核电站的焊接顾问,参与筹办了清华大学、哈尔滨工业大学的焊接专业,是我国焊接科学技术发展的奠基人之一,他的科研成果产值上千亿。

90岁的潘际銮精神矍铄,神采奕奕地回忆着自己的家人和读书经历。他在战乱年代离乡背井,入读西南联大,后至哈尔滨工业大学机械系攻读研究生,投身焊接专业超过70年。在节目中,他朗读了康有为的《告全国民众书》,“谨以此篇献给清华大学和我的祖国。”他说。

家国是潘际銮人生中最深刻的印记与情怀。

1927年,他出生于江西瑞昌。抗日战争爆发后,故乡遭劫,潘家举家逃往云南。颠沛流离中,一家人受到日军轰炸机的袭击,“国破家亡”的画面留在了他的童年记忆中。那时他便下定决心,投身报国。

潘际銮在西南联合大学的学生注册片  图/新华社

定居昆明后,潘际銮以云南省第一名的成绩入读西南联大机械专业。他将自己的好成绩归功于父亲,“他是清朝末年的秀才,考上时才14岁,非常聪明。”1950年,潘际銮被教育部选派至哈尔滨工业大学机械系攻读研究生,师从苏联著名的焊接专家普洛霍洛夫博士。在老师的指导下,他选择了当时焊接技术非常重要的前沿研究项目:“焊接中的热烈纹研究课题”。

自此,他的人生与国家命运相连,他参与创办了中国高校第一批焊接专业,成为专业内当之无愧的代言人。他历任国务院学位委员会委员、清华大学教授、南昌大学名誉校长,是中国科学院院士,被誉为“中国焊接第一人”。

接受采访时,潘际銮说:“我这么大岁数,还想干活,是因为自己终身陷在这个事业里了,仍然可以为国家做贡献。”

2022年4月19日,潘际銮因病医治无效在北京逝世,享年95岁。

 

 

实现焊接自动化

2007年9月,80岁的潘际銮和课题成员去天津杨村的钢轨焊接基地考察,工人在离地面20米的高架桥上焊接作业。潘际銮架着软梯子也爬到高架桥上,看工人焊接。当时风很大,现场人员被这位老人的举动吓坏了。从接触焊接起,潘际銮就经常跑工地,和工人师傅一起探讨、研究、解决技术问题。

每次潘际銮接受采访,都会回忆起1979年5月他参加全国焊接学术会议的情形。会议上,他看到一位工人使用传统的焊机,从内外双面,焊接大直径合金钢罐体。罐体管壁厚100毫米以上,为达到工艺质量要求,管件必须预热到200℃。因此工人身穿厚厚的石棉服蹲在一个小小的铁笼里,然后铁笼被吊车吊进罐内。

200℃的高温使水一下子就变成了蒸汽,但工人们必须坚持工作。灼人的高温使狭小的空间里聚集了大量有害气体,在这种工作环境下,救护车必须一直在场,随时准备抢救休克的工人。

在大型会议上见到的这个画面让他一度寝食难安。他深知工人们的辛苦,下决心要实现大型工件的焊接自动化。

此后,他赴美考察,看到一家公司研发的焊接机器人可以沿轨道爬到工件上焊接。他由此构想:可以用爬行式焊接机器人解决大型结构焊接自动化。清华机械系焊接教研室的同事们还记得,潘际銮告诉他们:这是研究的方向,将来焊球罐、军舰、巨轮,也要让机器人爬上去焊,不用焊接工人那么辛苦,而且不要再铺轨道。

研制出一个可以摆脱轨道自主爬行的机器人是实现这一想法的关键。1997年,焊接技师闫炳义与其夫人卢勤英设计出了可以摆脱轨道自主爬行的机器人的雏形。闫从上世纪50年代起与潘合作,1997年他已经退休,但仍然惦记着伙伴的愿望,终于有了成果。

潘际銮参观后,认定可以以此为基础,制作爬行焊接机器人,实现夙愿。由于这个爬行机器使用前景广阔,求购者众多,有人开出了二三十万的高价,当时足以在北京郊区买一栋别墅。但在潘际銮的再三叮嘱下,闫炳义谁都没卖。

想要摆脱轨道,只会爬还不行,爬行机还需要一套跟踪机构。潘请来清华大学的部分研究生,与闫炳义、卢勤英伉俪一同在北京研究,从前的好友、南昌大学机电工程学院教授张华与其研究生在南昌大学研究,进一步改造爬行机。

课题组先后研制了电磁式、履带永磁式、轮式、轮履结合式四代机器人。张华回忆,每一代机器人的出炉都要经历无数困难,为了解决机器人的负重问题,成员们做了大量实验,却一直不顺利,整个课题组都“非常难熬”。

经过多年努力,潘际銮团队终于研制出无轨导全位置爬行焊接机器人,申请获得美国专利。2003年11月,国内焊接行业全部院士和数名顶尖级专家对项目进行了鉴定,一致认为“其成果的技术集成与创新处于国际领先水平”。

2022年4月20日,中铁十一局轨道焊机在焊接广州地铁18号线首通段最后一个钢轨接头  图/新华社

截至2016年12月20日,最后一项“863计划(国家高技术研究发展计划)”课题结题时,潘际銮团队研发的无轨导全位置爬行焊接机器人所涵盖的技术已经横跨机械、物理、数学、控制、软件和焊接等多个领域。

尽管如此,潘际銮仍然没有停止在专业领域的探索。2018年他接受采访时提到,“工业机器人的手,早已经‘伸’到了焊接领域,但面对火箭、航母、油罐等超大型工件, 绝大多数都还是人工焊。即使有自动焊的,多半也需要人工参与,还没有纯交给焊接机器人的。为什么我90岁了,还在想搞这个东西?就是因为看到没人能解决这个问题,这是一块硬骨头。”

 

 

核电站与铁轨

核电站和高速铁路的焊接问题是潘际銮的另外两个研究方向。

20世纪60年代,潘际銮带领一支由教师、工人和学生组成的队伍,承担了由清华大学设计建造的核反应堆的焊接工程任务。这支队伍从零开始,研制氩弧焊装备和工艺、铝的焊接冶金问题、工艺装备设计制造等课题,花了三年多时间,完成核反应堆的焊接工程任务。为了解决反应堆中的燃料棒和控制棒焊接问题,潘际銮又在没有任何资料的情况下,成功研制出我国第一台电子束焊机。

20年后,秦山核电站正式投入建造。这是第一座由我国自行研究、设计的核电站,也是中国第一座30万千瓦压水堆核电站。密封是核反应堆安全运行的首要条件,焊接是核电站实现绝对密封、绝对可靠的关键。潘际銮担任工程的焊接顾问,付出了巨大心力。

为了顺利建造秦山核电站,需要焊接一条直径700毫米、壁厚70毫米的高温高压不锈钢管道,日本三菱重工答应以10万美元向中国转让技术,但因要附加政治条件而未能成交。面对这样的情形,潘际銮决定带队自主研发。

“我是工程教授,所以更强调的是动手能力。光有理论不行,工匠精神不是有技术有机器就行。就像德国对产品品质有一套非常严格的标准,产品讲究的是每一个细节都要达到高精。”潘际銮说。

他主持制定了技术攻关方案和要求,对关键工艺作出决策,挑选了优秀焊工进行实物试验和技术培训。经过大量的试验,项目组分析了取得的海量检测数据,摸清、掌握了主管道焊接的技术诀窍,完成了高温高压不锈钢管道的焊接,质量完全符合标准,得到了国际原子能机构安全评审专家的赞赏。

2007年6月,潘际銮被铁道部聘为京津城际铁路钢轨焊接项目研究总指挥,组织对高铁钢轨焊接工艺的全面检查、分析和研究。为了测定钢轨,他在冬天穿着厚棉袄站在铁轨边,测量到深夜。

在潘际銮和其团队的努力下,经过大量焊接后铺设的钢轨,没有任何连接缝隙,保证了线路的高平顺性,而且减少了钢轨与列车车轮的磨耗。2008年8月1日,中国第一条高等级城际高速铁路——京津高速铁路——开通运行。潘际銮及其团队的成果不仅保证了京津城际高速客运线的施工和安全运行,还为后来我国高速客运线钢轨的焊接和热处理工艺过程的质量控制提供了重要的参考。

高铁的铁路需要用焊接技术连接钢轨达到无缝状态,实现“又快又稳”,建造航母所用的是炸不穿、高强度的钢,这么厚的钢对焊接无缝连接技术要求极高,建造一艘航母约需要2400名顶级焊工。这些重要的工程,潘际銮都付出了很大的心力。“国防、工业和制造业最关键的技术都是焊接。”他在接受采访时说。

年纪从来没有成为潘际銮的阻碍。他玩微信、看微博,关心时事。年届90的潘际銮,仍每天在实验室里工作10个小时左右。

2013年,一位记者登门拜访,发现潘际銮在清华的住所非常清简,房间里摆放着老旧的家具,沙发罩由别针固定,他的水杯是速溶咖啡的玻璃瓶。而他的办公室更简单,不到10平米的空间被掉漆的家具和书报资料塞满,“让人无法下脚。”该记者在报道中写道,“他的办公室还连着焊接操作车间,电钻、车床、焊接机械到处都是,基本上可以算是一个小型车间。”

而在不远处的清华大学机械工程系的焊接馆里,“潘际銮”三个字高挂在门厅的墙上,名列首位。

潘际銮和夫人李世豫合影  图/视觉中国

在清华校园,潘际銮喜欢骑着自行车,载着小自己4岁的夫人遛弯、买菜,曾被学生拍下后发到网上,广为流传。直到后来出了点小意外,在别人的劝说下,才改坐公交车。

年纪渐长,过往的一些事却在脑海中日益清晰。他常常与年轻的同事念叨西南联大。他还担任过西南联大北京校友会会长,理由是当时年逾80的自己“还很年轻”——当时校友会的平均年龄已经超过90岁。

2012年11月3日,西南联合大学建校75周年纪念大会在清华大学举行,潘际銮和近百位老校友齐聚,有的由家属搀扶着,有的已经说不出话。席间,这群从战乱年代走过来的老人双手扶着桌沿,颤颤巍巍站立,齐唱西南联大校歌。

这首由冯友兰和罗庸填词的《满江红》曾激励了国难下的一代学子。“万里长征,辞却了五朝宫阙,暂驻足衡山湘水,又成离别。绝徼移栽桢干质,九州遍洒黎元血。尽笳吹,弦诵在山城,情弥切。千秋耻,终当雪。中兴业,须人杰。便一成三户,壮怀难折。多难殷忧新国运,动心忍性希前哲。待驱除仇寇,复神京,还燕碣。”唱到最后两句时,潘际銮激动不已。同场的近百张沟壑纵横的脸也都淌满了泪水。

那是他与一代人一生的写照。

(综合《人民日报》、新华社、《中国青年报》、《经济观察报》等的报道,参考资料:《朗读者》《潘际銮传》《潘际銮科学技术思想研究》《焊接专家潘际銮》)

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南方人物周刊 2022 第13期 总第711期
出版时间:2022年05月09日
 
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