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为返回舱“整容”的焊接专家

——访我校著名焊接专家田锡唐教授

作者:田野

  “能够为航天事业添砖加瓦是我应尽的职责。”日前,记者采访为“神舟”号返回舱设计壳体焊接方案的田锡唐教授时,老教授表示,“神舟”号是个系统工程,自己所做的仅仅是技术上的辅助决策工作。作为我校焊接专业的重要奠基人之一,田锡唐教授在焊接领域取得了重要技术成就,“神舟”号返回舱的壳体焊接就是采用他提出的“逐点挤压矫形法”攻破了技术难关。
  当时,“神舟”一号研制已接近尾声,为了使飞船的返回舱在返回大气层时经受住2 000~3 000℃的高温,承担研制返回舱任务的北京五二九厂提出:给返回舱外面镀上一层很厚的绝热层,让它在返回大气层时消蚀掉。这时,他们遇到了一个技术难题:返回舱壳体有很多舱门,这些舱门和壳体要求用封闭焊缝连接。在焊接过程中,研制人员发现舱门和壳体之间的焊缝变形尺寸太大,导致绝热层无法与壳体配合。中国空间技术研究院对此高度重视,研究院院长袁家军专门召开了一个由航天科技集团公司、哈工大、清华大学等全国优秀焊接专家参加的技术攻关会议,寻求更好的解决办法。我校田锡唐教授应邀参加了这次会议,他在会上胸有成竹地表示:“哈工大提出的‘逐点挤压矫形法’完全可以解决这一问题。”

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著名焊接专家田锡唐教授


  田锡唐教授成竹在胸,因为他已经多次解决过同类难题。田锡唐教授说:“对返回舱的焊接问题,有的专家提出了比如‘胎夹距’、‘低应力无变形’等技术方案,这些方案不能解决焊缝横向方向收缩引起的变形。只有解决沿着焊缝横向方向和纵向方向的变形问题,才能真正解决返回舱的焊接难题。”20世纪80年代,田锡唐教授为了解决焊接变形问题,提出并发展了“逐点挤压矫形法”,在焊缝的横向方向和纵向方向变形的控制上取得了良好效果,并在工程实践中多次采用这一方法解决了封闭焊缝引起的变形问题。他还指导学生郭海丁以硕士学位论文的方式完成了这一课题的系统研究。
   一技巧解舱体难,护送“神舟”上九霄。田锡唐教授为返回舱设计了焊接方案后,因身体条件难以承担长期性的工作,特别向中国空间技术研究院推荐了焊接专家钟国柱教授和从事“逐点挤压矫形法”研究的郭海丁教授。同时,他密切关注整个技术攻关的进程,随时为主持研制的专家提供技术支持。
  钟国柱教授一直担任着田锡唐教授的助手,与田锡唐教授长期合作,是我国焊接结构的著名专家。受命参与解决返回舱焊缝变形问题后,田锡唐教授和钟国柱教授、郭海丁教授设计并研制了多用途焊缝逐点挤压矫形机。在攻关过程中,钟国柱教授和郭海丁教授应用和发展了焊缝逐点挤压和风动锤击矫形法,在很短时间内就成功地把返回舱的尺寸和形状、精度控制到完全符合设计的使用要求,确保了我国“神舟”号飞船能够顺利地按计划执行发射任务。为此,作为我国载人航天事业的有功人员,钟国柱教授于2002年3月25日应邀来到酒泉卫星发射中心观看了“神舟”三号飞船的现场发射。
  面对为“神舟”号解决关键技术问题的荣誉,田锡唐教授谈的还是技术问题:“除了‘焊缝逐点挤压法’,还可以用锤击的方法。逐点挤压技术主要是指,把原来的焊缝一点一点地挤,一个在上,一个在下,被挤压以后,可以将焊缝接点的变形抵消了。”他说,相比而言,挤压方法可以技术性地控制压力,比较准确地解决封闭焊缝变形问题,更符合返回舱提出的技术要求。