关桥:弧光辉映报国人生
2017-10-27姚远葛慧颖
姚远+葛慧颖
“学会欣赏别人,不断完善自我,发挥群体智慧,矢志振兴中华”,这是在多次采访中,关桥院士反复提及的一句话,简单、朴实,却坚定、有力。
如今,已经82岁高龄的关桥院士,依然精神矍铄、思维敏捷,偶尔讲出的英文单词,标准而优雅。老人家虽然已经满头华发,但不变的是,那两束炯炯有神的目光,依然透射出对焊接事业的执着与坚毅,以及对中国成为世界焊接强国的追求与梦想……
首位获得“IIW Fellow Award”的中国专家
2017年6月25日下午,上海国际会议中心里,悠扬的乐曲伴随着长袖婀娜的江南女子墨舞表演,被誉為全球焊接界“奥林匹克盛会”的国际焊接学会(IIW)第70届年会及国际会议,正式拉开帷幕。此次大会创纪录地汇集了42个国家焊接行业的专家学者1256人,共同探讨全球焊接相关领域的最新研究成果。
在来自世界焊接界的顶级专家学者中,一位西装银发的老者从座位上慢慢站起,仔细地整了整领带和衣袖,然后迈着缓慢而坚定的步子,走上主席台,从IIW TMB主席Luca Costa博士手中接过“IIWFellow Award”的奖牌和证书。此时,四面八方的闪光灯聚焦在身上,此起彼伏的掌声回响在耳旁,60余个成员国的千名会议代表见证了世界焊接界的这一辉煌时刻。
主席台中央的他,目光坚定、有神。用力挺直的脊梁,仿佛今日中国蒸蒸日上的焊接事业,奋进、笃行。
金属连接的历史可以追溯至数千年前:公元前3000多年,古埃及出现了锻焊技术;公元前2000年前,中国已经掌握了青铜的钎焊及铁器的锻焊工艺;中世纪,铁匠们通过不断锻打红热状态的金属使其连接;近代,两次世界大战使人类的焊接技术获得突飞猛进的发展……
如今,焊接已从一种传统的热加工技艺发展到集材料、结构、力学等多门科学为一体的工程工艺学科。国民经济几乎所有产品,从几十万吨级的巨型轮船到不足1g的微型电子元器件的生产过程,都不同程度地依赖着焊接技术。
一个国家焊接技术发展水平的高低,是其工业与科学技术现代化发展水平的重要标志。焊接被视为“美国制造业的命脉,而且是美国未来竞争力的关键所在”。在国防科技工业领域,焊接已成为航空飞机、发动机和航天器的研制和生产中主导工艺方法之一。焊接技术的发展水平极大地左右着一国国防科技工业发展的实力与疆域。
“IIW Fellow Award”奖是全球最具影响力的焊接组织——国际焊接学会,专门授予那些在焊接科学与技术领域作出卓越贡献的IIW成员,获奖者杰出的工作业绩与技术影响力在推动焊接科学技术的发展与应用,提升焊接学科地位与促进可持续发展中作出重要贡献。
而台上的这位老者,是目前为止,中国专家获此奖项的第一人。
他,正是国际著名焊接专家、中国焊接技术领域的开拓者和领军人—关桥。
“世界归根结底是你们的”
1952年,新中国举行了第一次全国统一高考,17岁的关桥带着让青春散发光和热、一切听从党召唤的豪迈之情,填报了大学志愿。立志做一名像父亲一样出色工程师的他,在志愿书上虔诚地填上了:地质、水利、航空。
可是,发榜当天却始终找不到自己的名字,关桥以为自己落榜了。沮丧之时,却意外收到了北京俄文专修学校的通知书。
一年紧张的语言学习和政治审查之后,关桥坐上了开往莫斯科的国际专列。火车开出了满洲里,关桥才知道自己被派往莫斯科包曼高等工学院学习焊接。焊接?就是马路边上焊洋铁壶的活计?关桥陷入了迷茫和困惑。
当时的莫斯科包曼高等工学院,是一所有着120多年历史的著名学府,曾造就过苏联航空巨擘图波列夫、航天之父珂罗略夫等大家。学校严格的教学管理、开放的学术氛围、先进的教学理念对关桥产生了深远的影响。
尼古拉耶夫校长告诉关桥:“第二次世界大战期间,乌克兰的巴顿焊接研究所的埋弧自动焊接技术为苏联在卫国战争中制造坦克立下了赫赫战功。”原来,焊接不是像焊洋铁壶那样简单,它是一门能够提升国家国防科技工业实力的很深的学问啊!
1957年11月17日,全莫斯科的中国留学生从四面八方汇集到位于列宁山上的莫斯科大学大礼堂。“毛主席来了!”欢呼和掌声如潮水一般。
关桥在人群中踮着脚尖,听到毛主席讲到“世界是你们的,也是我们的,但归根结底是你们的!你们年轻人朝气蓬勃,好像早晨八九点钟的太阳,希望寄托在你们身上!”毛主席的话,滋润着关桥立志报国的心田。
如今回忆起来,关桥说:“毛主席的话给予我的精神动力是难以估量的,也是祖国和人民的召唤和重托,一直激励着我奋斗求学。”
经过5年10个月的发奋学习,在尼古拉耶夫教授的亲自指导下,关桥以一篇《组合桥梁铝合金带筋壁板的氩弧焊接》的毕业设计,通过了答辩。并因5年全5分满分的优异成绩,被尼古拉耶夫校长推荐保送进入研究生院继续深造,并亲自指导。
研究生阶段,关桥毅然选择了国际上刚刚兴起的焊接力学作为主攻方向,开展了钛合金焊接结构应力与变形控制的课题研究。这对他回国后从事航空特种焊接技术和焊接力学研究工作,起到了决定性作用,也确立了后来的人生轨迹。
1963年,关桥用一口流利的俄语进行了副博士答辩。他所研发的用特殊的热处理消除焊接残余应力、去除变形的方法,以及所指定的优化生产工艺的规范和生产说明书,当年即被苏联航空工业的生产实践采用。
弧光中的梦想与荣光
1963年末,28岁的关桥怀着一颗报效国家的心和发一份光热的激情回到祖国,在北京航空工艺研究所(625所)开始了他工程师的梦想与荣光的旅程。
在奔赴江西南昌参加“铬锰硅钢焊接变形矫正工艺研究”项目时,关桥发现,工人师傅的操作,都是严格按照苏联专家编写的生产说明书执行的,但说明书里规定,不允许在有“穿堂风”的厂房里进行火焰加热矫正。师傅们向关桥诉苦:“南昌的夏天,又闷又热,不打开门通风,我们干不了这活。”还有人不解,甚至略带轻蔑地说:“你这个吃过洋面包的博士,请解释多大的风力叫‘穿堂风?”endprint
关桥不语,他想让事实说话。他与吴厚先等一起,立即开展了大量试验研究和现场考察,确立了新的热处理规范,对苏联AH-733生产说明书进行彻底修订,冲破了“对苏联生产文件要不折不扣地执行”的紧箍咒。后来,这个修订后的说明书,被航空工业部作为正式文件下达各厂执行。
这是关桥回国后投身航空工业的第一个项目。
在不久后发生的“文革”中,关桥被下放改造,走出“象牙塔”,下工厂、蹲车间,参与工厂车间的技术革新。期间,他与丁培瑶等人攻克了“钨极脉冲氩弧焊与悬空焊工艺”的课题,几年后获得了全国科学大会奖。
1978年,全國科学大会隆重召开。科学春天的到来,激活了关桥的弧光之梦。
上世纪70年代,“焊接力学”正在各国兴起,“焊接应力与变形”研究是其分支之一。在焊接力学这门多学科交叉的边缘学科中,关桥试图在传统的焊接专业知识与焊接力学之间架设起桥梁。回想当初,在车间看到钣金工师傅们用榔头砸敲已经变形的焊接薄板,金属构件发出的轰鸣声,使长期从事“矫形”的高级技工们耳聋失聪……所有这些无不触动着关桥的神经。用焊接力学的方法主动积极地控制焊接变形,而不是焊后再被动地去矫正变形。关桥申请了一笔微薄的课题经费,展开了“在焊接过程中控制薄板应力与变形方法”的工程应用研究。
关桥品味了多次失败的挫折,如苦行僧般熬煎。失败、试验、再失败、再试验……直到亲眼见证了第一块焊后无变形的试件诞生。这个成果能不能定义为薄板“低应力无变形焊接”方法呢?关桥反复琢磨与自问:应该在工程实践中进行验证。于是,关桥带领团队把这种新方法试用于飞行器新型号薄板结构的焊接生产,最终经受住了实践的考验,成功解决了当时新品研制中的关键难题和燃眉之急,并获得国家发明奖二等奖。
当时的《中国科技奖励》杂志特别撰文:“‘低应力无变形焊接方法及装置项目应用于航空涡喷系列发动机的研制和长三甲运载火箭的生产,是一项前所未有的新工艺技术,是在飞行器制造技术中的一项重大突破,对焊接力学学科发展和焊接变形控制理论与实践作出了重要贡献。该成果为国内外首创,处于国际领先水平。”
1987年,关桥接受英国皇家学会邀请,成为前往剑桥英国焊接研究所从事合作研究的第一个外国人。他带着拥有自主知识产权的“低应力无变形焊接”技术走出国门,并在合作研究中取得了进一步发展。英国焊接研究所所长Wells博士惊叹道:“太奇妙了!关桥把不可能的事情变成了现实!”
主题为“电子束焊接与激光焊接”的国际焊接学会第39届年会在东京召开。这一主题恰好是625所“七五”规划的重点研究课题。关桥喜出望外:“专家们交流的许多最新技术问题和前沿发展动向,正好可以指导我国高能束流加工技术课题的研究。”会议期间,日本著名高能束流焊接专家荒田吉明教授对关桥说“中国有很大的市场,应当加快发展高能束流技术的步伐。”这与关桥的想法不谋而合。
东京会议结束后,关桥立即撰写了一份关于在我国建立高能束流加工技术国家级实验室的建议,并向国防科工委汇报高能束流加工技术在国内外的发展情况。关桥站在焊接科技前沿发展的制高点,用全球性的战略眼光,看待这一技术发展的潜力与前景。
经过无数次的论证与呈报文件,终于,1993年,高能束流加工技术国防科技工业重点实验室在625所成立。关桥对实验室给予了很高的期望:成为高能束流加工技术的应用基础研究与工程应用的国内外知名的研究中心。
目前,实验室涵盖了激光、电子束、等离子体及离子束加工等方面的多种技术加工,已成为世界一流的高能束流加工技术的研究基地。
在英国焊接研究所进行合作研究期间,关桥就知道,这里有一个团队,专门研究摩擦焊,并于90年代初开发了搅拌摩擦焊新技术,彻底解决了铝合金熔焊缺陷。
关桥敏锐地意识到,搅拌摩擦焊将对传统熔焊制造工艺带来革命性的跨越发展。“这将是没有火光四溅的电弧、没有烟尘污染的机械化自动焊接技术!”他异常地激动!同时,关桥清晰地听到内心有个声音不停地说:“中国不能落于人后!”
经过多方说服与协调,终于,625所成为英国焊接研究所的正式工业会员。专利引进的过程漫长而艰辛,但丝毫没有减弱关桥执着的信念。
2001年,我国要上新一代大型运载火箭,关桥立即给国防科工委写报告,建议在新型运载火箭研制中采用搅拌摩擦焊技术。他写道:“搅拌摩擦焊技术在航空、航天领域的应用,能够提高航宇铝合金焊接构件的性能,提高飞行器的可靠性,是一项跨越式的技术进步。”国防科工委领导迅速批示,研究立项。
英国焊接研究所被关桥的执着与诚意感动,2002年,双方合作建立了“中国搅拌摩擦焊中心”,成功购买了专利使用权。
近年来,搅拌摩擦焊技术应用已扩展到舰船、轨道交通、能源、电力、兵器工业等领域,为我国军、民品的铝合金构件设计与制造带来了根本性变革。在“请进来”与“走出去”中坚定前行
1994年9月4日,国际焊接学会第47届年会在北京国际会议中心举行了盛大的开幕式。
作为东道主、中国工程院院士、国际焊接学会副主席、中国焊接学会理事长、北京航空工艺研究所(625所)研究员的关桥,主持了大会。此时,主席台上的关桥思绪万分:为了筹备召开此次国际性会议,他与焊接学会的同事们,付出了巨大的心血和努力。
国际焊接学会(IIW)成立于1948年,致力于推动焊接科技的发展与进步,下设20余个专业学术委员会及工作委员会,目前拥有59个会员国家,是全球最有影响力的焊接专业组织。IIW每年在不同的会员国家召开一次年会及国际会议,期间进行IIW会员国家代表大会、IIW学术机构的论文交流会议及工作机构的会议以及由承办国家组织的国际会议。IIW各专业委员会、研究小组等学术机构由全球顶尖的专家学者构成,其学术内容代表着国际焊接学术与应用领域的最高水平,跟踪焊接科技发展的最新动态。endprint
关桥院士曾多次参加国际焊接学会年会,并且在专业委员会的讨论中捕捉并引进了高能束流等国际焊接发展新热点。
但是,一个想法一直在关桥脑中挥之不去:每次年会,中国焊接学会除派代表团参加,只有少数人参与学术交流。中国焊接界能否有更好的“走出去”的方式?另外,在国际学术交往中,“请进来”不应该仅停留在邀请国外专家来国内讲学,如果能把IIW年会也“请进来”,在国内搭建这样一个世界顶级的学术平台,让更多的中国学者展示才华,对于促进中国焊接科技走向世界,将会打开一个崭新的局面。
于是,1986年,中国焊接学会正式向国际焊接学会递交了承办1994年在中国召开第47届年会的申请报告。
当时的国内尚未有专业承办会议的服务公司,中国焊接学会也没有承办国际性会议的经验,难度可想而知。
那年,北京的夏天异常炎热,关桥干脆把筹备协调会安排在家里。妻子陈丽芳为了给大家一个舒服的工作环境,咬牙花了5000多元买了空调。人手不够怎么办?儿子关大立也陪着父亲一起忙活,在单位想办法借了十几台传呼机,方便会务组的联络工作。625所、清华大学等单位几十名工作人员、同学也承担了会议服务的大量繁重工作。
1994年9月6日,国际焊接学会第47届年会在中国传统舞蹈的曼妙舞姿中如期召开。会议共收到17个国家的32篇大会报告论文,其中中国6篇。会场每天都有300多人参与会议,是国际焊接学会近10年来各次国际学会会议上人数最多的一次。这次年会,是国际焊接界的“奥林匹克盛会”,更是中国焊接科技走向世界的里程碑。
中国焊接技术在关桥的一路带领下,在“请进来”和“走出去”平衡中,昂扬向上,坚定前行。
一生为“桥”矢志振兴中华
“培养研究生,建立一个焊接学科发展方向上的梯队,是必须要完成好的工作!”这是关桥的另一个心愿。
关桥院士对研究生要求非常严苛。入学时,会对每位研究生的素质状况进行严格的全方位考察:思想活泼、有进取心、干劲足、学习勤奋、刻苦……毕业时,学生论文选题既要结合625所的实际,又要考虑国内外在相应领域中的前沿动态。他“别有心计地”挑选了10位学生,以会议工作人员身份参加1994年国际焊接学会年会的全过程,并把他们一一介绍给外国专家。学生郭德伦曾经悄悄统计过,老师几乎每周都会拿出一份最新的国外资料。他曾劝过老师不要太劳累,但关桥院士语重心长地说:“我不怕累。我就怕你们不知道国际科技前沿的发展水平,就怕你们不琢磨,不创新。”关桥院士的关门弟子邓云华说:“有一篇实验报告请关老师审阅,到最后文章发表,共修改了7遍,甚至一个标点符号,都亲自修改。关老师严谨的治学态度令我受益终身”。
而今,桃李樹下已成蹊,耄耋之年的关桥仍未停下脚步。中国航空制造技术研究院党群部刘娜部长说:“关院士现在82岁高龄,仍保持着每周去实验室的习惯。有些数据关院士总要自己亲自过目,凡事都要亲力亲为。”细想一下,关院士住在北京西北角的中关村,625所在北京东边的通州,这样一位80多岁的老人,往返近百里路,穿越整个北京城,步履不停。
“创始低应力无变形焊接理论,多项焊接新技术开拓者,为中华一窥打造工业明珠的至高秘密。”第十一届中国航空航天月桂奖授予关桥最高荣誉——终身奉献奖,颁奖辞中这样写道。
弧光辉映报国人生。在航空制造产业,关桥已引领风潮半个多世纪,无数设计方案经他的魔力之手,成为一件件精致坚韧的金属艺术品。勇立潮头的他,从未止步。
因为,关桥始终谨记,父亲为自己取名为“桥”的深意:“方便让给过往人,重担肩负一生中……”endprint