新中国成立70周年之际,电影《我和我的祖国》燃爆全球华人,我带着家人也去电影院进行了观看,第一小段《前夜》我记忆尤深,这是一个由真人真事改编的故事:林治远,开国大典自动升旗装置的总设计师,在实验过程中由于焊接在旗杆顶部的金属球太脆弱被国旗顶断,连夜召集城内市民捐献稀有金属,打造出了更坚硬的合金金属球(阻断球,类似于现在的限位装置)。然后克服恐高症爬上高达22.5米的旗杆,重新焊接安装了阻断球,最终圆满完成了任务。
许多人看了这一段认为不严谨,我在这里给大家脑补一下,导演估计是这样考虑的,电影中旗杆是由四根无缝钢管焊接而成的(有史料可查),而且可以判断这四根无缝钢管是进口的合金钢(国内第一根无缝钢管于1953年在鞍钢生产),而钢球(阻断球)估计是高碳钢的,再加上是普通的碳钢焊条。由于钢球碳含量较高,在焊接过程中容易出现脆硬和疏松组织,在外力作用下极容易出现裂纹导致钢球脱落,阻断球起不了阻断的作用。
在现在分析是因为不合格的焊接工艺(焊材不对、也没有进行预热),导致出现焊接质量问题,造成钢球脱落。
但电影中不是这样,林治远们认为是因为钢球与旗杆材质不一致导致的钢球脱落。当务之急是需要重新制作一个合金钢金属球。整个金属球的制作可以说是一个金属材料学,从选材、冶炼、铸造到最后的焊接。这里再科普一下为什么要用矽(现在为硅)、铬、镍一起炼制。硅是脱氧剂和脱硫剂,有较高的强度和硬度,在炼钢的时候是需要加硅铁合金来使钢水中多余的氧脱掉的,硅的加入使钢的可铸造性和热加工性能增加。加入铬,是因为铬与氧的亲和力比铁与氧的亲和力大,也就是铬比铁更容易氧化,另外铬的加入可以增加钢的硬度。镍的加入是为了增加钢材的韧性,可焊接性和防腐蚀性进一步增强。
如果放到现在,只需要一根过渡层用镍基的焊条就可以解决这个异种钢焊接问题,具体工艺就是在钢管上先堆焊一层过渡层,再焊接钢球。
70年后的今天,林治远们没有想到,中国的金属材料学达到了前所未有高度,真真可达到“上九天揽月,下五洋捉鳖”的水平,我们的神舟飞船、我们的蛟龙号、我们的高铁,各种金属的焊接不再是难事!我的祖国强大了!