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航空工业制造院高兴强:编织飞行梦想的“连接器”

核心提示: 焊接是什么?左手面罩、右手电焊、火光四溅。就是这样一个专业,出了大国工匠,出了中国工程院院士,如今出了位团中央十八大代表——高兴强。

焊接是什么?左手面罩、右手电焊、火光四溅。就是这样一个专业,出了大国工匠,出了中国工程院院士,如今出了位团中央十八大代表——高兴强。

2013年研究生毕业后,高兴强选择到航空工业制造院工作。这位在西工大和哈工大受过严格学术训练的青年,对焊接的理解早已不是一门“手艺活”,而是可以驰骋疆域、大有作为的科研事业。

金属蜂窝壁板结构具有质轻,比强度、比刚度高,耐高温、耐腐蚀,消音、隔热等优异性能,在航空航天领域被广泛认可并大量应用。为了造出比肩世界航空强国甚至引领未来飞行技术的航空飞行器,中国的飞机设计师也瞄准了这一领域。然而蜂窝易造却难焊,高兴强的工作就是研究如何把蜂窝和内外蒙皮焊接得更好,人们形象地称之为——编织飞行梦想的“连接器”。

研究新的钎料,调整配方和工艺参数,不断优化,反复迭代试验……工作头两年,高兴强都是在这种反复煎熬中度过的。拉升试验件,几千件;蜂窝试验件,几千件;强度试验,无数次前往西安的航空工业强度所。高兴强说:“我们经常讨论技术方案到凌晨一两点、通宵做实验,因为大家心里都憋着一股劲。”最终,高兴强和团队形成了一系列不同尺寸、不同壁厚、不同钎料的蜂窝壁板基础数据,供设计师优选。2014年,项目达到设计指标,如期交付2架份产品,高兴强从中获得了自信与勇气。此后,当“钛合金蜂窝舵翼面”项目需要新的负责人时,高兴强自信地接手了。

在舵翼面项目上,高兴强亟待解决的最大难题是焊合率低。金属蜂窝构体,即把构建复杂的蜂窝和上下异形多面体的蒙皮焊接成一个整体,这样才能更好地发挥这种结构体的抗冲击、隔热、耐高温、减重的作用。一块2米见方的蒙皮,有上万个蜂窝格要与蒙皮焊接,焊接不好,显然功能要大打折扣。而蜂窝芯和蒙皮的间隙,大约只有0.1毫米。如何找到合适的钎料连接刚性蒙皮和柔性蜂窝芯?

经过深入研究,高兴强和项目团队发现蜂窝芯和蒙皮之间的焊接间隙是影响焊合率的关键因素,就重新分配了零件的容差。为解决薄壁熔蚀和消除焊缝组织脆化问题,他们研制了新钎焊料,并找到了一种预测整体式补偿方法,有效解决了大面积复杂型面钛合金蜂窝舵翼面局部焊合率超差、未焊合、表面质量差的问题,一举使焊合率提高到90%以上。

焊合率的提高,在解决航空飞行器减重、隔热和隐身等性能方面功不可没。因为这个年轻团队的努力,使一度饱受质疑甚至险些夭折的专业方向,找到了重新出发的路径。如今,蜂窝壁板团队的科研成果申请专利10余项,获航空工业科技进步奖3项,形成若干技术标准,项目成果已在3个重要型号上实现了小批量生产,经济效益过亿元。

攻关的背后是付出。高兴强说:“只有把‘小我’融入‘大我’,把自己融入航空事业,才能懂得肩负的责任,才能保持青年科研工作者的本色,才能看淡名利,保有初心。”

一代青年有一代青年的使命担当,在航空工业领域,无数像高兴强一样的青年科技工作者,在飞机的“大工程”中做着“小协作”,用踏实、肯干、钻研、创新的科学精神,铸成了“国之重器”。

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责任编辑:实习编辑 臧航