我与电子所人进步同成长(沃连恩) 一九五六年,中国科学院筹建成立电子学研究所。经过分所又合所的调整过程,在几代电子所人的艰苦奋斗、刻苦努力和奉献智慧,现如今已结下累累硕果,到了六十华诞。成为中国科学院国家级重点所,值得庆贺。 我是本所的普通一员,现已以高级工程师职称退休。在此六十周年所庆之际,回想自己在艰苦奋斗年代所作出的一份贡献。 一九六〇年六月,我被保送进中国科学院上海电子学研究所。一九六二年,困难时期,国家颁布“调整、巩固、充实、提高”八字方针,中国科学院京外各研究所作了大调整,撤消上海电子所。二月十二日,我参与了一项国防急需的重点科研任务,随同项目组的六十人队伍及所需的仪器设备迁往南京的中国科学院华东电真空研究所。我是该所第五研究室的一员。当年六月我考进了南京工业学院(即东南大学)夜大部。从此白天工作,晚上上课。一九六五年四月,当时我室代号K363和K502研制成功,得到中国科学院院级鉴定通过,一九六五年八月中国科学院华东电真空研究所以京外红旗所的名义搬来北京,与中国科学院电子学研究所合并。我的夜大关系也被转到北京工业学(即北京理工大学)的相应无线电专业学习,直到文化大革命才停课。 当时根据工作需要,室领导安排我在电真空工艺线上,干过几种工种的工作,当过工艺大组长兼小组长,干过不少为人铺路搭桥的工作,毫无名利,甚至干当铺路石子。我在高频钎焊领域工作时间最长,直到退休,还回聘八年。 高频钎焊,在我国上世纪六十年代初期才应用到电真实工艺上。当时高频炉有专业厂家制造,高频钎焊工作台,各单位按所需钎焊工作情况自行搭建,结构非常简单:方桌上搁一块胶木板,板上固定二根相距1~2cm的接线柱,高频炉输出接头与工作台上接线柱之间加了一个耦合变压器,接线柱与变压器次极相连。高频加热线圈与接线柱相连,这些部件必须能通冷却水的。被焊工件放在桌面上和加热线圈中的合适位置中,罩上玻璃钟罩,通上氢气保护,试氢合格后就可高频应加热,进行焊接。 我们来北京不久,二室领导就把我从烧氢组调到高频钎焊组,当政治学习小组长。因我在1965年6月在“四清”工作队里入了党。这样高频钎焊组有四位工作人员,却只有一台还是从上海电子所带来的八千瓦高频炉。我们想要再增加一台高频设备,但要申批。一年以后也不一定能领到货。后来我们在器材处废品仓库里找到一台机内电子另部件被拆掉的还留着大变压器的八千瓦高频炉壳体。领来以后,我与当时的二室工艺大组长宋丰亘同志一起按组里原来那台的样子,申购来大电阻、大电容和电子管等器件,进行装配。不久装配好了,高频钎焊工作台同时也加工好了。经调试,都合格,就投入使用。花少量的钱,自己动手,复活了一台当时急需的高频设备。而且一直使用到我退休还回聘工作了八年。2007年才被人淘汰。 当我参加高频钎焊工作一定时间后,发现耦合变压器设计结构不合理,损耗太大。八千瓦高频炉输出功率,连铜排气管与铜喇叭接头都焊不了。同时加热线圈用夹板和八个螺丝固定在接线柱上,二根橡皮冷却水管再与接线柱相连,不但换回热线圈时拆卸装配很麻烦,而且加热过程中,胶皮管软化或老化,水压大些就会把胶皮管冲开,毁坏工件。 我改造旧式高频钎焊工作台的第一步就是更换耦合变压器和接线柱。新的耦合变压器的初级采用外径Ф10mm铜管绕制。可通水冷却,次级用厚度为1mm左右的铜板包在初级线圈外,无需水冷,在空气中自然冷却就行。初次级之间用1mm厚胶木板绝缘。次级开口处二块集流板,自然收缩引向接线柱,用螺母紧固。接线柱也重新设计加工。能穿过桌面上的孔,桌下用螺母紧固在桌面上立着,其下端能接橡皮管,上端锥形的头,与加热线圈喇叭接头吻合,锥形头和喇叭接头外,套上一个带内螺纹的螺母套筒,其套筒下端拧在接线柱上端,套筒上端用一个特制的大螺丝拧紧了能把加热线圈的喇叭接头与接线上端锥形头紧紧吻合。与加热线圈一起通水冷却,无需橡皮管连接。不但电气性能好,更换加热线圈也方便,只需拧开顶端大螺丝,加热线圈就可取出。 上世纪七十年代,四室开始建立高频钎焊工艺。徐天赏和李森如两同志来我室参加高频钎焊工艺,问我如何建立高频钎焊工作台?我毫无保留的向他们介绍了耦合变压器的制作方法,并把接线柱和加热线圈接头的全套加工图纸交给他们。所以2003年以前,三室和四室的高频加热线圈可以通用的。直到现在,搬到环柔工作的三室和阴极室所用的从保定电子设备厂加工来的高频加热工作台,是我提供技术数据、要求、建议及部分关键性图纸,厂方综合设计,加工制造的。所以有些部件仍保住原结构,可通用的。 高频钎焊用氢气保护,如操作不当,就会发生爆炸,上世纪六十年代所用的都是玻璃钟罩。我见过二次粉碎性的大爆炸,满房间都是玻璃碎碴,幸运的是操作者都背对工作台,没有伤及脸部和眼睛。当时我们也换成氮气或二氧化碳作保护,但焊接质量没有氢气保护的好,故一下采用氢气保护。 到了上世纪七十年代,我们打听到北京有机玻璃厂生产大口径有机玻璃管。我们就去定制管壁10mm厚,顶盖2mm厚的有机玻璃钟罩。从此淘汰了各种大小的玻璃钟罩。有机玻璃钟罩的薄弱环节在顶盖,只有2mm厚,即使爆炸了也只会向上蹦。伤及不到人身上,当然希望不爆炸,爆炸对操作者或旁人的耳朵受损也是很利害的。 上世纪六十年代初期的简易高频钎焊工作台,有时在焊接加热过程中,发现热区范围不对,热区高了或低了,或偏了,如果继续加热就会影响焊接质量,或局部烧毁而报废。但位置无法作稍微调整,而只得停止加热,等工件冷却后,打开钟罩,调整好工作位置后,再作第二次焊接。后来自我设计加工一套放工件平台能升降又能旋转的机构(获实用新型专利)装在桌面下,以上问题获得了解决,不用第二次焊接了。 上世纪六十年代后期,老二室(小速调管室)郭和忠同志根据国外报道资料,设计一种新型的分布作用振荡器。该器件的主要部件是腔体。来用多个腔片叠加组成的耦合腔链型慢波电路。为了让电子注与高频场在其中充分地交换能量,必须保证电子注的通过率为百分之九十以上。这样就要求电子注通道的小孔同心度优于0.05mm,因此解决腔体同心度这一问题就成了关键性的问题。以8mm分布作用振荡器腔体为例,电子注通道孔径为0.6mm,互作用距离为7.86mm,刚开始研制该类器件时,腔件对中封接工艺是在氢炉中进行的。每片腔尖小孔同心度用的工具显微镜对中,再用夹具夹紧,此工序即费时又费劲。而且进氩炉之后,由于炉内温度不能各处都很均匀,因此夹具的热膨胀程度也不一致。由于夹具的形变及其它因素,使原来对中好的腔体产生了位差。同心度也起了变化。从阻极孔到腔体的电子注出口,不同心度往往大于0.1mm,因此电子注通过率一般在百分之五十以下。这样的器件截获电流就很大,一方面会造成腔体过热以至烧毁,另一方面严重地影响了器件工作的稳定性。 由于高频加热具有一定优越性,工件受局部加热,离加热区较远的模夹具和搁架等亦不至于过热而膨胀。而且灵活性大,温度容易控制,随时可观察对接情况,因此腔体对接就采用了穿丝对中高频钎焊新工艺。为了达到高精度的焊接,我设计了一套适合穿丝对中高频钎焊模夹具和搁架(后来获得了发明专利)。 由于工艺上和设备上作了以上设计和改进,分布作用振荡器的控体同心度问题终于得到解决。电子注通道孔的不同心度一般小于0.05mm,电子注通过率可达百分之九十以上。不但完全符合此类器件的设计要求,而且一致性很好。因此在上世纪七十年代,我们就研制成功了33Gh2输出连续波功率50W与120W的分布作用振荡器。为扩大该类器件应用,又相应研制了1.25cm和8mm波段输出连续波动来瓦级的分布作用振荡器。这两类器件分别在1979年底和1982年中由中国科学院鉴定通过。并分别获得国防科工委三等奖和中国科学院科技成果二等奖。 此管作为发射管用于我国的第一台毫米波测速雷达上,此雷达获国家级科技进步二等奖。 此封接方法为后来研制分布作用放大器和行波管管壳与三通的封接提供了有利条件。 一九六五年第四季度,老二室(小速调管室)领导决定室里要建立氩弧焊工艺,派我到东郊十二所学习。我不但要学手工氩弧焊,也学习机械氩弧焊。十二所当时有一台新颖的罩式氩弧焊机。焊接质量很高。因氩气全面保护,被焊工件一点不氧化,焊缝处光滑明亮,保持原金属本色。我向我室领导汇报后,领导同意去订购一台,但一打听,国内专业厂家还没有生产罩式氩弧焊机。十二所那台是仿苏在自己车间加工的。于是我室领导向本所厂部技术室要求也给我室设计制造一台,技术室委派石佩珍同志负责机械设计。我与石佩珍同志又去十二所参观过几次。仔细观看各部件的结构、材料和取得一定测量数据。 一九六八年机械设计图纸出来了,交上海电焊机厂加工,在北京签的合同。一九七〇年五月,室领导通知我,要我到上海电焊机厂验收罩式氩弧焊机。我到厂后,经过艰难的探索努力,经历了总装,调试,和验收的过程。 厂方只派一位工人与我合作总装调试等工作,我按该厂的作息制度上下班。遇到问题,我要求厂方再派一位技术员帮我修改图纸和某些方面的重新设计工作。厂方回答:“合同上签的是你们出图纸,我厂就不能派技术员。”于是一切问题都要我负责解决。因为半自动罩式氩弧焊机,既具有电焊机的特性,又具有真实炉的特性,所以有些零部件就得符合这两重特性,只得重新设计加工。例如电极引线柱,不但要符合绝缘性能,而且也要有好的真空气密性。必须防止高频引弧时对地穿。这些原机械设计者石佩珍同志当时是没有想到呢还是不懂,也不清楚。于是我只得边修改图纸边重新加工了。原机械设计者也不是纯纺造十二所的那台,也许她参考了别的资料上的东西。因此部件与部件连续不协调。例如,打开罩子时,后面为依靠。大墨镜放在观察窗架上,观察窗架是斜坡形放不住的。凡此种种,这些连接支撑等零部件,都由我一人冥思苦想设计出来,重新加工。好在我只要画出草图,交车间工人都能接受,而且马上给我加工。此焊机上所需的外购件,如厂里的库房里没有,我还得外出采购。总之我艰苦奋战了三个月,其克服解决大小四十几个问题后,我所第一台半自动罩式氩弧焊机终于总装,调试成功了。此机结构性能比原设计还理想。当时在国内是第二台产品,现在我所四室使用,为微波器件的制作工艺,还发挥着作用。 我退休时翻阅中科院电子所科学技术成果汇编,偶然看到半自动罩式氩弧焊机设计者:石佩珍获得设计一等奖。我觉得这个荣誉自己也有一份功劳,自己经受住了競競业业为党为人民作贡献的思想品质和业务技术水平的一次考验。 一九七四年老一室(磁控管室)与老二室(小速调管室)合并,称二室。当时K1007前向波放大器的阴极套筒上要焊一个弓形架,都是钼材料,用白金用焊料。在氢炉里焊时,有时焊料没有熔化完,有时反而把钼筒烧化了。温度不好控制。当时杨彩炳同志来找我,要我帮他高频钎焊试焊一下。钼的熔点2630℃,白金熔点1773℃,两金属熔点虽然相差857℃,但白热化的高温,确实很难控制。用高频加热线圈来加热焊接的话,弓形架在外一定会先被烧化。于是我采用石墨棍插入钼筒内,石墨两端夹在与接线柱相连的两块铜夹板之间,进行高频大电流加热。我每次戴着深色墨镜,近距离观察,严格控制测试,看焊料一熔化,立刻降温。这样才只只保证质量。D1007前向波放大器,1980年所级鉴定通过,获科学院科技成果四等奖。第二年移交能景德镇电子管厂生产。在移交过程中,输出窗部件与管壳封接这道关过不去,封接后陶瓷输出窗就漏气了。要我去解决,我到那里后,了解到该车间没有高频钎焊工艺。他们用大电流硬焊来封接输出窗,两电极挤压着输出窗架,在焊接过程中,陶瓷窗要经受很大的应力,必然会漏气。我们采用高频钎焊,输出窗部件是自然放置,焊接时,高度、速度掌握得当,陶瓷窗上经受应力很小,就不会漏气。 我了解到该厂别的车间有高频加热炉。我参观后,做了一只能适应该高频炉工作台用的输出窗封接高频加热线圈。与搞硬焊的同志一起去那车间封接输出窗。经检漏合格,说明封接一次就成功了。该样管经真空排气和测试,性能符合设计指标,我们的移交工作就胜利完成。 上世纪八十年代初,老二室与老三室(行波管室)合并,称三室。我当工艺大组长兼高频钎焊、氩弧焊、检漏螺旋线和衰减器制作联合组的小组长。工作专搞高频钎焊制管工艺。 新成立的一室和二室,他们搞合成礼径雷达和遥感等课题。从此电子所研究方向重点从单一电真实器件研究转向多单课领域研究,在此以后的进一步逐渐调整,电子所阵营力量也逐渐壮大。所出成果也接连不断。 要做出长寿命阴极,首先要看阴极饼海棉体里铜去除干净与否有很大关系。约在上世纪八十年代后期,有一天阴级室的梁天碧同志来找我。她说:“我闪用氢炉去铜总去除不干净,你用高频加热去铜试试,能不能去除干净。”于是我就帮她试试。结果效果很好。从此阴极室的有关该项工艺的同志都来找我,要求帮他们做阴极饼去除铜的工作,但我的主要工作是高叔钎焊,去铜工作不但占用时间长,而且蒸出来的氧化铜粉沫,会弥漫整个钎焊间,长时间蒸铜有时操作者鼻孔里都有黑灰。我也怕影响别的钎焊台中的制管质量。因此当时我多次建议阴极室同志,能单独建立一个高频加热去铜的房间,只要有一台高频炉(八千瓦功率就足够了)。再做一个工作台,室内能通风排气,就行了。后来阴极室吕庆年同志接任此项任务,我告诉他建立高频加热工作以听方法,提供所需图纸。不久这一摊顺利地建立起来了。吕庆年搞阴极去铜一段时间后,为了按当时的政策要把爱人从内蒙古调进京。他去新疆支边二年。他一出去,不知为什么阴极室没有人接替他的工作;阴极去铜工作又来找我干了。二年后,吕庆年回到所里,但又不知为什么他没做阴极去铜工作而去干别的工作了。凡是阴极去铜工作仍找我干。而且后来不是阴极室的人找我去铜,换成各室各课题组的跑流程的同志来找我去铜。也就是说各室各课题组要制管,要用阴极。就必须把阴极饼用高频加热去除铜的阴极饼交阴极室再去做以下工作。阴极室为什么没有人去做阴极饼高频加热去铜工作呢?这其中的奥妙一下到现在我也说不清。 我回想起上世纪九十年代某一个春节,我放假在家,某天上午四室许妙玲 同志来找我,说他们室有一项军工急需任务,节后马上要交一只合格管出去,所以这个春节他们都在加班。今天阴极需要高频加热去铜。请我帮助他们做一下阴极商频加热去铜工作。她又说:“现在白振刚同志在做化学去铜工作,他下午把阴极饼交给你,这样高频加热去铜的时间可以短些。”我问清节日期间仍有水有电有氢气,就欣然答应下午我去加班工作。可是就这么一个阴极饼,我从下午四点左右一直蒸到夜里十一点多才把铜去除干净。许妙玲同志的爱人,即我室党支部书记杜定君同志从晚上一直陪着我到工作结束。 阴极饼高频加热去铜这项工作,一直到2003年新阴极室从保定电子设备厂加工了一台高频加热工作台后,我才移交给了阴极室的朱虹同志,现在环柔电子所基地工作。 高频钎焊在我室微波真空电子器件制造工艺中,已成为必不可少的手段。但是任何高频设备在其工作时,总是不断的向外发射电磁波,形成高频电滋场。这电滋波无用的部分却成了公害。一方面成了工业干扰的问题,另一方面据国内外有关资料证明大强度的高频电磁砀,会影响操作人员身体健康的。在电磁场的影响下,人体的生理机能发生异变,引起植物神经系统和心血管系统的变化。 一九七五年四月,我们曾请北京市劳动保护科学研究所的同志来我室对八千瓦和十五千瓦高频炉的电磁场强度进行测试。从测定的结果可以看出,操作人员操作时站立的位置上,电场强度最强的都在600伏/米以上。超过卫生标准(电磁强度20伏/米)的30倍速 。磁场强度也超过卫生标准(磁场强度5安倍/米)的1~倍。因此如何采取有效屏蔽和劳动保护,成了迫切需要研究和解决的新课题。当时我们到北京和上海有关单位调查访问。但对高频钎焊工作台的屏幕还没有完整有效的方案。因此根据工作性质和要求,我只能自己来考虑设计方案了。于是就设计和加工了8千瓦和15千瓦高频钎焊工作台的屏幕装置。经北京医学院同志来我组测定,关闭屏幕纱门后,测得电场强度为20伏/米以下,磁场强度为零。完全符合卫生标准。 后来由我提供技术数据、要求建议和部分图纸,沈阳黎明机械公司冷工艺车间综合设计加工了给15千瓦高频炉配套的全屏蔽的承物台具有四个自由度调节的有机玻璃钟罩电动升降的高频钎焊工作台。基本实现了高频钎焊操作者长期以来的愿望。 高频钎焊工艺台的屏蔽防护专题,1985年10月所级技术改进鉴定通过,获得技术改进四等奖。 2003年,我室在保定高频电子设备厂订购一台该厂生产的30千瓦高频炉。同时由我提供尺寸数据,技术要求建议和部分关键性图纸。厂方综合设计加工制造一台与50千瓦高频炉配套的和几台与15千瓦高频炉配套的全屏蔽的承物台。有了自由度调节的有机玻璃钟罩电动升降的高频加热工作台。验收时,发现他们加工的提升纱门,一般人提升不起来,很费戏。后来采用我的设计方案修改:拉线着力点固定在纱门左右两下角的平衡式的升降门。这样提起放下轻便自如。我设计的这种升降门,我们在8千瓦高频工作台上已使用十几年了。 新加工的这些设备,现在都搬到环柔电子所基地了。 我室的高频钎焊工作台,从自制简易的搭积木式的逐渐改造成,全面屏蔽的,承物台有四个自由度调节的,有机玻璃钟罩电动升降的、专业工厂加工的现代化设备。古人云:磨刀不误砍柴工。我希望我们的后辈能把数控电脑技术应用于高频钎焊工作上。这样也许效率会更高,焊接质量会更好。 2011年9月21日,我们退休党支部在中关村中国科学院学术会堂参观中国科学院院史展览时,在建院初期成果栏里,提到“8毫米反射速调管研制成功”。这让我感到由衷的欣慰。 我参加工作以来,写过十多篇工作论文,参加过八次电子学会焊接学会和和真空学会的学术交流。我的第一篇工作论文:“氢炉铜焊”,就是以K363(即8毫米反射速调管)的零部件在氢炉中铜焊为例编写的。该文1964年4月K363院级鉴定时,该篇论文作为K363的工艺资料被收集在K363鉴定资料集里。现在电子所档案资料室里保存着。 在这六十年所庆之际,我可以自豪地说:我现在真正做到了我学生时代的承诺:一切服从组织安排,党需要我干啥,我就干啥。干一行,爱一行,专一行。为祖国,为党和人民,作出自己应有的贡献。(沃连恩)
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