用比头发丝还细的金线,将芯片与外部电路连通,这种工艺被称为金线米长的金线,这大概是一根头发丝的8分之1粗细,用这样的金线来键合雷达收发组件,没有机器能够实现,只有靠人,而且全部流程必须在显微镜下完成。
中国电科第十四研究顾春燕需要把组装的不可能变成可能。这场焊接不用焊枪,没有火星,高倍显微镜下六万赫兹的震动频率,通过她右手的触碰,将中国最尖端雷达设备的收发组件一点点串起。
这种对芯片的极致要求来自于太赫兹雷达,它是未来战场上对动态目标探测成像的杀手锏,它的极高频率,要求芯片内部器件之间的间隔必须呈几何倍数缩小。
顾春燕:人家是大江大河上造桥,我们是在那么一点点小的空间里面造桥。为了练技术,她甚至会用尺子反复测量手腕抬起的高度,只为了键合时能让金线的拱起的弧度一致。
这个看上去很普通的立方体,是一把“鲁班锁”,有十二个零件,一百多个接触面,加工它,需要仔细考虑工艺顺序、控制加工精度、配合精度、细节要做到极致,一丁点的瑕疵都可能会导致失败。
中国航天科工二院曹彦生通过加工鲁班锁来练就自己的技能,不断探索最先进的仿真制图技术和五轴加工技术,最终,他加工出来的鲁班锁,甚至看不出一丝缝隙。
然而他的最终目的是导弹的“翅膀”——导弹空气舵,这是导弹的重要构件,直接影响着导弹的发射及飞行姿态,由于结构较为复杂、厚度薄,控制形变和对称度难度极大,在失败多次后。曹彦生在车间里待了整整4天4夜,最终做出了误差只有0.02毫米的构件。
0.08毫米,这是火箭燃料输送管道壁的厚度,焊枪停留在上面的时间不能超过0.01秒,否则就会焊穿管壁。任何一个漏点,在火箭升空过程中都可能会引发毁灭性爆炸。但航天科技集团的高凤林就是能做到,在0.01秒内精准控制,上万次的操作都准确无误。
发动机是火箭的“心脏”,高凤林,是焊接火箭“心脏”的“中国第一人”。他曾参与40%的长征系列火箭的“心脏”焊接。他表示工作中若需要,能做到10分钟不眨眼。
当两个金属层表面达到微观层面的近乎于平,高低起伏在几十纳米甚至几纳米时,它们之间会失去所吸附的空气,接触面的原子就会开始扩散,两块金属的原子慢慢融合在一起,就会相互“抓住”对方形成一个整体,很不容易分开。
叶辉是中国航天科工二院699厂的一名研磨技师。研制导弹的精细程度不言而喻,但这些标准却并不全是靠数控仪器来完成的,叶辉说,最精密的标准,是靠一双手完成的,这个能量我的尺子还没有!
在央视《挑战不可能》节目中,叶辉和助手潘刚,将两个铸铁平台通过研磨紧紧相贴形成组合体。然后让这个组合体承受500公斤以上的拉力,并保持五秒钟不被拉开。
在2015年的“九·三”大阅兵上,在前接受检阅的导弹方阵里的武器装备,一些装备关键零部件也出自叶辉之手。
谭文波是油田里的“土发明家”。他领衔发明的具有自主知识产权的新型桥塞坐封工具,投入到正常的使用中上千井次。解决一线多项,技术转化革新成果4项,获得国家发明专利4项,实用新型专利8项,为企业创收近亿元。
让我们细数一下他的成绩单:2008年,他利用废旧材料修好了一辆装载德国进口液压泵,为公司挽回损失100余万元。2010年,他利用闲置材料改造工具,使原本需要2次往复提下工序缩短为1次。2011年,他研制的项目在提高现场应急作业能力上一年节省130余万元。同年8月,他又发明了连续油管液压助排器,将工作效率提高30倍。2014年5月,研发出新型电缆桥塞坐封工具,在全球范围内首创实现了以电能为动力取代火工品的作业方式。截至2017年12月,该技术在新疆油田桥塞封闭作业中应用1300多井次,创直接经济效益近6000多万元。
核燃料是核电站的“心脏”,中国广核集团的乔素凯负责的是与核燃料相关的一切工作,包括燃料接收、检测以及装卸和维修,通俗地讲,就是更换“心脏”、维修“心脏”。乔素凯和他带领的团队是国内唯一能对缺陷核燃料组件进行水下修复的团队。
核燃料棒被放置在含有硼酸的水池中,可以屏蔽其产生的辐射。这也就从另一方面代表着,核燃料组件的修复必须要在水下完成。
换料修复工作一旦开始就不能停,而在控制区是没有卫生间的,一个班6个小时,核燃料操作员不仅要集中注意力,还得不吃不喝不上厕所。26年来,乔素凯和他带领的团队共为国内22台核电机组完成了120多次核燃料装卸任务,创造了连续56000步操作“零”失误的纪录,及换料设备“零”缺陷的成绩,用心守护着核安全。
上海65米射电望远镜,名列全球第四、亚洲第一,不仅在我国探月工程中接收信号、发送指令,还“凝望”着更遥远的深空,被形象地称为“天马望远镜”。
要实现灵敏度较高、指向精确等性能,望远镜天线的核心部件方位俯仰控制装置的齿轮间隙要达到0.004毫米。完成这个“不可能的任务”的,就是中国电子科技集团有着近30年钳工经验的夏立。
然而当时磨床设备的加工能力只能达到百分之几毫米,精度等级相差10倍。他决定手工磨出来。用3天时间,他将托盘平面高低相差磨到相差0.002毫米,顺利完成装配任务。
夏立是一名钳工,如今评选为“大国工匠”,在博士扎堆儿的研究所,博士工程师设计出来的图纸能不能落到实处,也要听听他的意见。
复兴号是中国自主研发的动车组列车,最高运营时速350公里。然而最初中国高铁在列车转向架生产的全部过程中遇到了“卡脖子”,因为转向架不规则焊缝接头很多,在焊接中,掉一个焊渣、有一个气泡都会造成重大事故;每一个焊件都必须表里如一、没有瑕疵;每一个焊件都得是艺术品。
中车集团的李万君当时他和工友们为了攻克这个难题,每天加班到晚上10点是家常便饭。“虽然攻关的过程很辛苦,但是成功的喜悦是难以表达的。”
最终用了半个多月的时间,他们总结出一套“下坡焊创新焊接法”,不仅生产效率提高了4倍,而且合格率达到100%,解决了最先进的自动焊机都没办法完成的难题,填补了我国在这一技术领域的空白。如今虽然获得各种荣誉后,但他依然手握焊枪,奋战在工作一线。