萬噸水壓機(jī)：七十年前的“大國重器”

張通

一次次尋求突破，一次次闖過難關(guān)，1962年6月22日，我國自行設(shè)計制造的萬噸水壓機(jī)終于建成并正式投產(chǎn)。本文將帶你回顧歷史，重溫那段激情燃燒的歲月......

在二十世紀(jì)五六十年代，“萬噸水壓機(jī)”是一個國家發(fā)展工業(yè)的核心裝備和工業(yè)實(shí)力的重要象征。當(dāng)時，我國的重工業(yè)發(fā)展剛剛起步，國內(nèi)只有幾臺中小型水壓機(jī)，重型鍛件長期依賴進(jìn)口，制造萬噸水壓機(jī)迫在眉睫。

1958年5月，中共八屆二次會議在北京舉行，煤炭工業(yè)部副部長沈鴻寫信給毛澤東，建議制造一臺萬噸水壓機(jī)，毛澤東非常贊同，將此信印發(fā)大會代表。經(jīng)討論，決定由上海制造萬噸水壓機(jī)，并確定沈鴻負(fù)責(zé)這項超級工程。

沈鴻在上海多家工廠進(jìn)行調(diào)研、比較，最終選擇了江南造船廠作為制造單位。沈鴻任總設(shè)計師，清華大學(xué)機(jī)械專業(yè)畢業(yè)的林宗棠任副總設(shè)計師兼設(shè)計組組長，江南造船廠的技術(shù)骨干徐希文任設(shè)計組副組長，項目組技術(shù)人員主要來自江南造船廠，上海重型機(jī)器廠等幾十個工廠協(xié)作參與。

拉開帷幕

當(dāng)時，世界上只有極少數(shù)國家擁有萬噸級水壓機(jī)，我國只有第一重型機(jī)器廠有一臺6000噸水壓機(jī)。有人提出，萬噸水壓機(jī)所需的四根支柱要用200噸的大鋼錠來鍛制，這樣的大工件，非得用萬噸水壓機(jī)才能制造。也就是說，想要制造萬噸水壓機(jī)，必須先有一臺萬噸水壓機(jī)。面對這樣“雞生蛋，蛋生雞”的理論，項目組成員毫不畏懼，反駁道：“那世界上第一臺萬噸水壓機(jī)又是怎么造出來的呢？”

沈鴻帶領(lǐng)技術(shù)人員參觀齊齊哈爾、沈陽、太原等地重型機(jī)器廠，認(rèn)真考察水壓機(jī)設(shè)備的性能和結(jié)構(gòu)原理，又從國外專業(yè)期刊和書籍中搜集大量參考資料。按照美國、前蘇聯(lián)兩國技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，萬噸水壓機(jī)自重不少于3000噸。精通機(jī)械制造理論的林宗棠經(jīng)過縝密計算，提出將水壓機(jī)自重減少至2200噸，高度降低4米，不僅可為國家節(jié)省大量資金，而且日后還能降低能耗。沈鴻采納了這個建議。

在廣泛搜集資料和反復(fù)運(yùn)算的基礎(chǔ)上，設(shè)計組決定從小處入手，先做模型和試驗(yàn)機(jī)。技術(shù)人員先后用馬糞紙和木材做了兩個模型，從而對水壓機(jī)的系統(tǒng)布局、結(jié)構(gòu)功能有了直觀的了解。此后，為了取得準(zhǔn)確的技術(shù)數(shù)據(jù)，設(shè)計組又制造了120噸和1200噸兩臺真實(shí)可用的試驗(yàn)機(jī)，由此確定了12000噸水壓機(jī)的總體設(shè)計方案——整臺萬噸水壓機(jī)由13個特大體組成，即6個工作缸，3個大橫梁，4根大立柱。

設(shè)計階段，需要精確計算幾萬個技術(shù)數(shù)據(jù)。在沒有計算機(jī)的情況下，徐希文憑借深厚的數(shù)學(xué)功底，化解了大量計算難題。框架系統(tǒng)中，有一個名叫“靜不定”的計算難題，徐希文夜以繼日奮戰(zhàn)了一個多月終于計算出來。通過試驗(yàn)機(jī)的制造和運(yùn)行，又發(fā)現(xiàn)了原設(shè)計中的40多處缺陷，技術(shù)人員更改了橫梁結(jié)構(gòu)，使設(shè)計更臻完善。處在“大躍進(jìn)”和“放衛(wèi)星”的熱潮中，這些專家們能夠保持冷靜理智的頭腦，沒有片面追求工程進(jìn)度，在當(dāng)時是難能可貴的。

1959年2月14日，在江南造船廠舉行了萬噸水壓機(jī)開工典禮，一場史無前例的工業(yè)大會戰(zhàn)拉開了帷幕。

突破難關(guān)

制造萬噸水壓機(jī)的難，在于其制造過程中既龐大又精密的“雙重要求”。江南造船廠的工人后來總結(jié)出，萬噸水壓機(jī)制造要過“電、木、火、金、水”五大關(guān)，其中，“電”是最難以逾越的關(guān)卡。

“電”是指特大件的電焊關(guān)。萬噸水壓機(jī)的大型鑄鍛件需要用特大型的鍛件和鑄鋼制作，當(dāng)時我國沒有這么大的鋼材，只能靠比磚頭還厚的鋼板和鑄鋼件拼焊而成。尤其是水壓機(jī)的四根大立柱，每根長18米，粗1米，重80噸，焊縫厚、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作量大，傳統(tǒng)的“電弧焊”技術(shù)根本不能勝任。若將萬噸水壓機(jī)的全部焊縫都按每條100毫米厚計算，那它的總長度可以延伸3公里以上，一個手工焊電焊工要足足干30年才能焊完。

技術(shù)組了解到，國外有一種新技術(shù)“電渣焊”能焊接大厚度的焊縫，而且效率高、質(zhì)量好，可以解決這個問題。于是，他們向一位正在江南造船廠當(dāng)顧問的前蘇聯(lián)焊接專家請教。前蘇聯(lián)專家輕蔑地說：“電渣焊是尖端技術(shù)，你們學(xué)不會的?！比绱说摹拜p視”反而更激起工程師們攻克難關(guān)的強(qiáng)大意愿，“電焊大王”唐應(yīng)斌和其年輕的助手鄒積鐸接受了這個艱巨任務(wù)。

隨后，唐應(yīng)斌牽頭成立了電渣焊研究室，先從1200噸樣機(jī)開始著手研究。一次次的實(shí)驗(yàn)，一次次的失敗?！奥┰睍r，2000多度的熔液流了出來，危險萬分，唐應(yīng)斌沖上去，抓起一把耐火泥堵住漏洞，試驗(yàn)繼續(xù)進(jìn)行;為了觀察焊縫降溫的變化，唐應(yīng)斌徹夜不眠守在工件旁;為了不讓焊縫冷卻得太快，唐應(yīng)斌脫下自己的棉衣蓋在焊縫上……終于，在1200噸試驗(yàn)樣機(jī)上獲得了成功，焊縫承受住了3倍以上的拉力巍然不動?！半娫浮笨偹銖囊粋€新名詞，變成了一項被江南工人逐步掌握的先進(jìn)技術(shù)。

當(dāng)試驗(yàn)成果真正運(yùn)用到萬噸水壓機(jī)上的時候，新的難題又出現(xiàn)了，焊接立柱時，一條外表看起來沒問題的焊縫在超聲波探測下有裂縫。技術(shù)組將有問題的地方割開找原因，反復(fù)研究改進(jìn)，終于焊出了沒有裂縫、氣孔的立柱。

總重300噸的下橫梁是用100多塊鋼板拼焊而成，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，而且這些工件在焊接和熱處理后，要求變形不超過20毫米。為了控制變形，焊工們在裝配工的配合下經(jīng)歷了多次試驗(yàn)和摸索，逐漸掌握了焊接變形規(guī)律，完全焊成后的變形竟只有10毫米。之前那位前蘇聯(lián)專家由衷贊嘆“真是不可思議”。

更令人嘆為觀止的是，我國掌握的“電渣焊”技術(shù)焊出的縫長是當(dāng)時全世界最長的。由于這項成就，唐應(yīng)斌應(yīng)邀到法國巴黎“第18屆國際焊接年會”作學(xué)術(shù)報告，此次年會的指定用語是英語和法語，卻破例允許唐應(yīng)斌使用漢語發(fā)表演講。

土法上馬

在制造萬噸水壓機(jī)的過程中，江南廠工人用豐富的經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)造出許多土方法——

“螞蟻啃骨頭”

水壓機(jī)上每一個部件都要經(jīng)過金屬切削精密加工后才能安裝。不少部件尺寸巨大，普通機(jī)床無法加工，如三座橫梁各有10米長、8米寬的大平面要加工，而我國沒有這么大的銑床。這時，一位人送外號“袁大刀”的工人袁章根反其道而行，干脆把機(jī)床搬到了工件上，幾臺移動式土銑床在巨大的橫梁上同時切削，工人們自豪地說：“這是螞蟻啃骨頭，骨頭不僅啃得動，還啃得精！”

3座橫梁上共有12個立柱孔，在同一直線上，要求誤差不超過0.7毫米，超過偏差，整個萬噸水壓機(jī)就無法裝配起來，這樣大的工件，這樣高的精度，通常必須依靠大型精密鏜床。當(dāng)時我國沒有這種大型精密鏜床，袁章根和技術(shù)人員反復(fù)討論商量，用4根鏜排同時加工，一刀一刀地轉(zhuǎn)，一面鏜一面鏜地測量調(diào)整，結(jié)果12個孔的中心距都非常精確，后續(xù)安裝一次到位。

“螞蟻頂泰山”

要吊裝300噸重的橫梁，需要超過350噸的起重機(jī)，而當(dāng)時的江南造船廠只有一臺8噸的履帶式起重機(jī)和一些小型千斤頂。怎么辦？經(jīng)過再三研究，老起重工魏師傅想到了一個土方法——他們動員了許多上海重型機(jī)器廠的干部和后勤人員，一起來參加“螞蟻頂泰山會戰(zhàn)”。幾十個千斤頂擺在300噸重的橫梁下面，一人把住一個千斤頂，老起重工魏師傅一吹哨，大家就一齊使勁掀千斤頂。每掀一次，下橫梁只能上升一二毫米。上升到二三十厘米時，起重工人在橫梁下墊個硬木墊，把千斤頂墊高后再接著掀……經(jīng)過三天三夜的連續(xù)戰(zhàn)斗，終于用這幾十個小小的千斤頂將300噸重的下橫梁頂?shù)搅肆赘摺?/p>

“銀絲轉(zhuǎn)昆侖”

接下來的艱巨任務(wù)是要下橫梁“翻身”，如何讓這個龐然大物翻身呢？江南造船廠的老師傅們先在下橫梁的重心部位兩邊各焊上一根“翻身軸”，再用廢料焊起兩個“翻身架”托住翻身軸。然后，把墊在下橫梁下面的硬木撤掉，兩個翻身架就像抬籮筐一樣，將下橫梁支撐住了，下橫梁的重心正好落在翻身架上，翻身軸兩側(cè)的重量也正好相等。只要用鋼絲輕輕一拉，這個300噸的大家伙就可以凌空翻身了，并且轉(zhuǎn)得非常穩(wěn)當(dāng)。

1961年12月11日，萬噸水壓機(jī)開始總安裝，四萬多個大大小小的零件運(yùn)到寬闊的廠房里，沈鴻一聲令下：“安裝開始！”兩部重型行車把碩大的下橫梁、活動橫梁和上橫梁安放在四根立柱上，嚴(yán)絲合縫，中心偏差不到3毫米。

1962年6月22日，是中國重工業(yè)史上的里程碑——我國自行設(shè)計制造的一萬二千噸自由鍛造水壓機(jī)建成并正式投產(chǎn)。16.7米高的水壓機(jī)像一個鋼鐵巨人，爐門緩緩升起，熾熱的鋼錠送進(jìn)去，這位巨人張開自己6米多高、5米多寬的“大嘴”吞進(jìn)鋼錠。隨著指示燈的提示，壓力從4000噸變成8000噸，從8000噸又變成12000噸?；顒訖M梁不斷向下壓，不到一分鐘時間，巨人嘴里長長的大鋼錠就被壓成了扁平的，鋼鐵巨人順利地完成了拔長、鐓粗、切斷等操作工序，全場掌聲雷動，萬噸水壓機(jī)的神奇威力，令參觀者無不感到震撼。

世界上第一臺萬噸級自由鍛造水壓機(jī)是1893年制成的。按照粗略統(tǒng)計，以誕生的次序來排列，我國這臺萬噸水壓機(jī)大約是世界上第20臺，它的投入使用使中國的工業(yè)水平迅速邁上了一個新臺階。

蜚聲中外

萬噸水壓機(jī)成功運(yùn)行兩年以后，國內(nèi)媒體才對此事進(jìn)行了公開報道和宣傳。1964年9月7日，《人民日報》頭版刊登了新華社文章《自力更生發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)的重大成果——我國制成一萬二千噸壓力巨型水壓機(jī)》，緊接著，數(shù)十種報刊對萬噸水壓機(jī)展開大量宣傳。上海電視臺和中央新聞電影制片廠先后拍攝了紀(jì)錄片《萬噸水壓機(jī)的問世》和《萬噸水壓機(jī)》，上海美術(shù)電影制片廠制作了剪紙片《萬噸水壓機(jī)戰(zhàn)歌》，曲藝大師侯寶林創(chuàng)作了相聲《萬噸水壓機(jī)》，郵電部發(fā)行了畫面為萬噸水壓機(jī)的郵票，萬噸水壓機(jī)作為上海重型機(jī)器廠的標(biāo)志被繪制在《上海市地圖集》中……萬噸水壓機(jī)迅速成為那個時代家喻戶曉的明星。

僅20世紀(jì)60年代，就有40余個國家的賓客來到我國一睹萬噸水壓機(jī)的風(fēng)采，美國記者埃德加·斯諾還將其鍛壓鋼錠的場面拍成了電影。

作為第一臺國產(chǎn)大機(jī)器，萬噸水壓機(jī)的誕生標(biāo)志著中國重型機(jī)器制造業(yè)步入更高水平，在那個物質(zhì)匱乏、精神飽滿的年代里，它曾經(jīng)為國人注入一劑“強(qiáng)心針”，成為中國人心中濃墨重彩的工業(yè)記憶。

1980年4月中旬，上海重型機(jī)器廠自行設(shè)計制造出當(dāng)時世界上最大的“200噸三相三搖臂雙極串聯(lián)抽錠式電渣重熔爐”，電渣重熔爐與萬噸水壓機(jī)“雙劍合璧”，共同書寫了我國現(xiàn)代民族工業(yè)的傳奇故事。

萬噸水壓機(jī)誕生時，技術(shù)人員預(yù)計它的使用壽命是5年到10年，可直到30年后的1992年，萬噸水壓機(jī)立柱原件才“光榮退休”。除去銹跡的立柱上，江南造船廠的前輩所焊的電渣焊焊縫仍清晰可見，仿佛在喃喃講述著那段激情燃燒的歲月……