冶金专家:曾乐

作者:中国科学技术专家传略              发布时间:2015-08-25


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     曾乐,焊接专家。主持设计、制作我国第一台钢结构反变形机,首创全焊高炉炉壳新工艺,中国电渣重熔技术的先驱者。先后为多家电子仪表厂研制多项新型助焊剂,解决了工艺极为复杂的焊接难题。制造国内首台使用太阳能电池的平行微间隙航天用精密电阻焊机,为中国的航天事业作出了重要的贡献。创建了我国第一个精密焊接实验室,使我国的精密焊接技术达到了世界水平,被誉为“焊神”。    

曾乐,原名昭岳,祖籍广东中山市。1932917日,生于上海市虹口区。1938年春,进入大西路工部局小学学习,1944年,考入上海大同大学附属中学学习,1949年考入同济大学工学院机械制造系,19527月毕业。

19529月,曾乐被分配到辽宁鞍山金属结构制造厂。3个月后,他被派到铆焊车间担任技术员。1年半以后,他研制成功42号碱性焊条并设计、制造了我国第一台制造钢结构用反变形机。

1955年,曾乐成功地编制了高炉全焊炉壳制造工艺设计图,制造一次获得成功,结束了我国高炉铆焊历史,填补了我国高炉炉壳焊接工艺的空白。

19585月底,曾乐自鞍钢调到北京冶金部建筑研究总院,研究成功电渣重熔技术。他的《电渣重熔》成果被国家科委评为制造发明三等奖。

1962年,被冶金部建筑研究总院评为工程师、教授级高级工程师,并委任为院副总工程师。

1978年,曾乐奉命借调宝钢,兼任宝钢工程指挥部副总工程师。宝钢总厂成立后,又兼任宝钢总厂副总工程师。1991年正式调入宝钢,任宝钢(集团)公司、宝钢工程指挥部副总工程师。

1979年,曾乐开始研究修复宝钢印刷电路板课题,自费筹建精密焊接实验室。198712月,成功修复宝钢焦化厂大型插件板。两年后的19899 9日,曾乐代表建筑研究总院,把他所创建的精密焊接实验室无偿转让给宝钢总厂。宝钢总厂党政领导决定,将实验室命名为“曾乐实验室”。不久,他撰写的《焊接工程学》出版。这本专著,受到了国内外焊接技术同行的重视。

1978年,曾乐来到宝钢后,先后为全国几十项重大工程、20多家电子元件厂解决了工艺极为复杂的焊接难题,为这些工厂研制并提供国内不能生产、具有特效的助焊剂,对电子仪表行业作出了突出贡献。

1981年,曾乐当选为中国机械工程学会焊接学会第二届副理事长。1982年,他在南斯拉夫召开的第35届国际焊接年会上被接纳为国际焊接学会第XV委的委员。翌年又被接纳为第XV委的专家委员。

1986年夏,曾乐用英文写了4篇论文,发给了国际焊接学会。全部被会议采用。

1987年,曾乐成为联邦德国焊接协会委员;1988年成为国际焊接学会微连接(即精密焊接)特设委员会的国家代表;1989年被正式编入德国焊接协会的专家系统,成为该协会的外籍专家。他参与倡导的国际精密焊接组织正式成立,他成为这个组织的中国代表。

曾乐病重期间,写成《现代焊接技术手册》,由上海科技出版社出版发行。

199625,曾乐因病医治无效逝世。

曾乐逝世后,他撰写的《精密焊接》书正式出版。

在曾乐一生中,先后荣获鞍山市社会主义建设积极分子、先进生产者,冶金工业部建筑研究总院十大先进标兵、先进工作者,冶金建筑研究总院模范工作者,冶金工业部劳动模范,上海首届科技精英、上海市劳动模范、上海市十大先进标兵,获得全国“五一”劳动奖章,全国科技战线优秀共产党员,上海市首届科技功臣,全国劳动模范等荣誉。还获得了国家科委创造发明奖、国家科委重大成果奖、全国科学大会奖、国家科技进步奖等几十项奖励。他曾任中国机械工程学会焊接学会常务理事,中国机械工程学会焊接学会第二届副理事长,中国冶金建筑学会副理事长,中国冶金建筑学会焊接协会理事长,中国钢结构焊接协会主席,中国金属学会第二届理事会理事,中国微连接特设委员会主席,上海交通大学和同济大学兼职教授。

设计兼制作我国第一台钢结构反变形机

曾乐在鞍钢金属结构厂铆焊车间担任技术员,期间发现金属结构厂每天要焊接大量的工字梁,焊接后的钢板因为受热导致内应力发生变化,钢板的两头翘了起来。“怎样预先考虑消除这种现象呢?”曾乐向厂长请战,得到了厂长的支持,很快批准了这项研制课题。

    他从焊接变形的原理着手,收集了各种变形的参数,然后,再从力学的角度寻求抵消各种变形的数据。有了这些基本数据后,他画了许多设计草图,一个月后,拿出了一套完整的设计图。在反变形机制作现场,曾乐督促、查看机械加工的每一步骤,使加工质量完全符合设计要求。又过了一个多月,反变形机制作成功。

曾乐的这个首项发明,大大地提高了金属结构制作的工效,很快被推广到全国所有的钢结构厂。

首创全焊高炉炉壳新工艺

1955年冬,鞍钢筹划兴建9号高炉,设计容积为1000立方米,是我国当时规模最大的一座高炉。

9号高炉兴建以前,我国所有的高炉炉壳均采用铆接技术,使用寿命不长。为解决这一弊端,鞍钢领导层决定,9号高炉炉壳将采用焊接新工艺,并将这一任务交给了曾乐。

铆接改焊接,这是一次重大的工艺改革,是我国冶金系统第一次尝试。为掌握高炉的基本情况,曾乐对查找的技术资料和9号高炉的设计图纸,进行反复琢磨。在掌握了9号高炉设计的基本情况后,到现场仔细察看老高炉的结构,对铆接炉壳详加分析研究,开始设计炉壳焊接工艺图。   

曾乐为使焊缝长度和宽度符合要求,一丝不苟地绘制每一张工艺图。工艺图设计完成后,他亲自带领一批经过考核的焊接技术人员,进行9号高炉炉壳焊接。经过努力,按期、高质量完成了炉壳焊接,9号高炉按期建成投入运行。

鞍钢9号高炉是我国首次采用焊接技术施工的一座大型高炉,曾乐成功地为全焊高炉编制了炉壳制造的工艺设计图,并一次获得成功,填补了我国高炉炉壳焊接工艺和实践的空白,以后,在全国推广。

中国电渣重熔技术的先驱者

19585月底,曾乐调到北京冶金部建筑研究总院。不久,他从一本苏联《自动焊接》杂志上看到一篇关于电渣重熔的报道和一个示意图,随后开始琢磨研究电渣重熔技术。

他与李正邦合作,试验、研究、开发了电渣重熔技术。填补了国内空白,为我国合金钢电渣重熔精炼创出了一条新路,获得了国家科委创造发明一等奖。

曾乐发明电渣重熔技术后,建筑研究总院指定由曾乐牵头负责机械部下达的“化肥设备焊缝耐腐蚀”的科研项目。要解决化肥设备焊缝耐腐蚀,关键是提高18/8不锈钢焊条的抗腐能力。18/8不锈钢焊条熔融状态金属碳含量为0.1%,其焊缝耐腐蚀性能较差,且需全部从苏联进口。经多次研究试验,曾乐和他的同事们确定降低18/8不锈钢的碳含量以提高焊缝的抗腐蚀能力。

确定了方向以后,曾乐利用电渣重熔工艺,带领同事在小炉中进行电渣脱碳试验,取得了良好效果。接着,他们又用电渣法使普通低碳钢继续氧化,使其碳含量低于0.015%。曾乐又通过70多炉试验,终于从实践中找到了一种既有强烈脱碳能力,又有足够发热量的渣料配比。

    3个月后,曾乐经多次试验,降低了18/8不锈钢的碳含量。之后又出现了超低碳不锈钢焊条钢丝在拉拔过程中因润滑剂石墨而增碳难题。曾乐在润滑剂配方上进行试验,一连搞了30多个配方,终于使超低碳不锈钢焊条钢丝的增碳问题得到解决。18/8低碳不锈钢焊条研制成功后,他很快为生产18/8低碳不锈钢焊条制定了从冶炼、轧制、拉拔,一直到涂药皮的全套技术、工艺标准。

    19635月,在天津焊条厂召开18/8低碳不锈钢焊条技术鉴定会,经过鉴定,这种碳含量低、耐腐蚀性能超过同类进口焊条的18/8不锈钢焊条,从工艺技术到实物质量,完全符合要求,填补了国内空白。 

创建中国第一个精密焊接实验室

1979年,宝钢建设逐步进入高潮,出现了一个十分重要、又被人们忽视的问题,就是电脑印刷电路板出现元器件损坏、焊点脱落、失效,线路板烧损等问题。当时出路只有一条:进口,调换!

这个十分重要的问题被曾乐想到了。这属于精密焊接,国外已经从理论走向应用。进口调换,固然省力,但价格昂贵,而且进口时间长会影响生产、管理。只有立足国内,才是出路。

没有实验设备和材料,他自费买了一只500瓦的电炉和几把电烙铁,找来几块废弃的电路板,在自己的办公室做实验。

图书资料、实验工具、焊接材料逐渐增加。12平方米的房子堆不下了,他把单人床换成双层床,睡上铺,下铺堆图书资料。不久,又将双层床改制成3层。睡在顶上,稍一仰身子,头就顶到了天花板。

后来,买回来的图书资料没有地方放,只能放到3层,他就和管房子的同志商量,把堆放杂物的楼梯间借给他,就这样,他在楼梯间睡了一年。

一次偶然机会,冶金工业部副部长李非平发现了曾乐的住处,他的眼睛湿润了,一个高级工程师,著名焊接专家,竟然住在这里,他立即下令指挥部办公室,在一周内解决曾乐的实验室。5天后,曾乐终于有了正式的实验室,那是临时搭建的两间半工棚。曾乐很满意,他开始把工棚作为工作、生活、实验的基地。

整整6年,他每天工作12个小时以上,先后用从深圳、北京、上海等几十个项目所获得的17万多元咨询费和他自己应得的1.8万元,逐步筹建成了一个精密焊接实验室。前后经过8年奋斗,终于取得了成功,中国有了第一个精密焊接实验室。

当时,世界上只有美国、日本、联邦德国能够搞精密焊接。1989517日,联邦德国西门子公司驻沪代表和专家,特地以参观考察为由到宝钢摸底求证。几名德国人仔细地观看了实验室里的各种焊接工具、品种多样的助焊剂、修复的电路板,并对精密焊接室作了 “设备先进、配套合理,管理科学,具有国际先进水平”的评价。

接着,日本横河株式会社的焊接专家也前来宝钢摸底求证,他们的评价是:“非常好,真的没想到如此之好!”

两年后的19899 9日,曾乐代表冶金工业部北京建筑研究总院,把他所创建的精密焊接实验室无偿转让给宝钢总厂。宝钢总厂党政领导决定,将实验室命名为“曾乐实验室”。

在以后的两年中,他和同事们为宝钢修复的各种线路插件板达320余块。当年简陋的实验室,已成了功能齐全、手段先进的精密焊接室,拥有光束焊、激光焊、高频焊、超声焊、感应焊、电阻焊、脉冲焊等10多种精密焊机。试制成功20余种助焊剂、清洗剂、保护剂、焊丝、焊粉等,提出把系统工程的思路应用于焊接领域,填补了国内空白。 

创立焊接工程学

曾乐认为,焊接是一项系统工程,不仅需要有高超的焊接技艺,还要考虑整体结构、母材设计、焊料选材、机具革新以及其他相关因素。调入宝钢后,他没有把眼光停留在一条条焊缝上,汲取考察日本时获得的先进技术,结合自己积累的实践经验,形成一个全新的观点:把系统工程观点运用于焊接领域,建立焊接工程学。

1981年前后,宝钢1号高炉本体开始焊接,这个80多米高、直径达14米的庞然大物,是宝钢生产运行的主体,每道焊缝不能丝毫有误。

没有想到的是,一批经特殊培训、考核合格的焊工,在日本专家指导下做模拟焊接时,焊接质量总不能达到要求。开始,日本专家以为焊工的技术不过关,但示范焊接后也达不到要求。

曾乐得悉后,迅速赶到现场,仔细询问并观察了焊工的操作,对中国焊工和日本专家说:“晚上我来试试。”

晚上,曾乐来到工地,他先调整焊机的电流和电压,尔后举起焊枪均匀布药施焊,一次试焊成功。

日本专家惊愕不已,焊工纷纷围住曾乐讨教:“怎么你一焊就成功了呢?”曾乐笑笑:“我也没啥诀窍。白天你们操作,我看手法都很正确,但是你们和日本专家都忽略了电压不稳的因素,这点恰恰我发现了。夜晚电压稳定,所以一次试焊就成了。焊接是项系统工程,不能就焊缝谈焊缝……”

事后,曾乐为了让焊工们知道并掌握焊接操作技术规程,以他的实践经验结合宝钢实际,制订了宝钢工程焊接技术规程,为规范技术操作、提高质量打下了基础。

宝钢工程焊接技术规程推行后不久,轧钢厂天车大梁焊接后出现裂缝,将焊渣敲掉重焊,照样开裂。大家意见不一致,打电话给曾乐,请他鉴定。曾乐即来到现场,登上高空,掏出放大镜,反复查看了开裂的焊缝说:“问题不是不大,而是很大,一年两年没问题,五年十年就难说了,宝钢要的是百年大计。”紧接着,曾乐向焊工们指出焊缝是预热不当造成的,并提出了一个焊接方案。焊工们照他的方案重新操作,裂缝果然消失了。

轧钢厂天车大梁焊接后出现裂缝事件,曾乐规范了“宝钢工程焊接全面质量管理制度”,并在工地严格的执行。

宝钢一期工程投产后不久,曾乐撰写的《焊接工程学》公开出版。这本专著,受到了国内焊接技术人员称许,一些高等院校将它选入教材。国外也十分重视,日本、德国相继翻译出版。 

在国际交流活动中为国家争得了荣誉

1962年,曾乐当选为中国机械工程学会焊接第一届焊接理事会常务理事,1981年,当选为第二届焊接理事会副理事长。1982年,在南斯拉夫召开的35届国际焊接年会上被接纳为国际焊接学会第XV委的委员。

1986年夏,专管焊接结构设计施工的国际焊接学会决定:国际焊接学会委员成员国,如没有提交论文,本委员会将取消其资格。

中国在“文化大革命”之前就加入了这个国际学术组织,而且20多年来,中国每年都按照钢产量的比例上交会费。可是,中国20多年来没有向国际焊接学会提交过论文。

曾乐觉得,中国人完全应该在国际上与别人平起平坐。于是,他冒着酷暑,以他丰富的焊接实践经验,接连十几天挑灯夜战,用英文写了4篇论文,发给了国际焊接学会。

论文在审查时,国际焊接学会的专家们决定全部采用。国际焊接学会第XV委主席给曾乐来信说:“今后你的论文直接寄给我,免予审查。”

1986年以后,短短的两年间,曾乐先后有8篇论文在国际焊接权威杂志上发表。

1987年,第40届国际焊接年会在中国北京召开,曾乐在会上又宣读了几篇论文。国际焊接学会第XV委主席听后高兴地对曾乐说:“我们这里有一些技术指导文件,通过你的论文证明这些文件是通用的。所以,我再次强调,你的论文不用审查。”

曾乐为中国在国际焊接学会论文栏目里填补了20多年空白,在国际学术交流活动中赢得了地位。 

制造国内首台航天用平行微间隙精密电阻焊机

19931月,航天总公司批准811所正式立项,进行航天用太阳能电池多功能平行微间隙精密电阻焊工艺研究。811所工程技术人员开展研究后,发现需要一台多功能平行微间隙精密电阻焊机。这种焊机,国内不能制造,需要进口。但生产国不肯卖给中国,理由是高新技术设备不能出口。路只有一条,自行研制。可811所没有这方面的人才, 811所的领导和科研人员慕名来到宝钢,请求曾乐协助研制。

此时,曾乐身患肝癌,正在上海长海医院住院治疗。当他听说是航天事业的需要,立即表表示同意由他来承担研制精密电阻焊机。

此后,曾乐为了研制这台精密电阻焊机,拖着虚弱的病体,往返于医院、宝钢有关部门和811所。曾乐在翻阅了大量的国外资料后,经过慎密地思考,设计出精密电阻焊机的图纸。

制造焊机,需要大量的外协。曾乐一次次打电话与有关单位联系,还不时亲自上门与那些单位具体洽谈,还千方百计地亲自寻觅质量最好的零部件。

经过1年半的研制,1993年终于做出了一台样机。紧接着,又克服了许多难以想象的困难之后,一台新颖的精密电阻焊机终于试制了出来。

这台高精尖的焊机技术起点高,各项性能与国际航天用太阳能电池领域最先进的数控焊接设备相比,毫不逊色。

1995818,曾乐将一台世界一流的航天太阳电池平行微间隙精密电阻焊机送到航天部811所太阳电池研究室。为了研制这台精密电阻焊机,曾乐整整花了两年多时间。

经过航天部811所的验收试验,很快确认,这是一台具有国际先进水平的焊机,它的优点是:焊成的航天用太阳能电池重量轻;焊点质量稳定;耐受冷热温度交变能力强;可实现半自动或自动焊接。

曾乐在身患重病时,又为中国的航天事业作出了重要贡献。

                                   (秦文明)

   

1932         917日出生于上海市虹口区。

19491952  在同济大学工学院机械制造系学习。

19521958  任辽东鞍山金属结构制造厂技术员、工程师。

19581978  任北京冶金建筑研究总院工程师、教授级高级工程师、副总工程师。

19781991  任北京冶金建筑研究总院副总工程师、宝钢工程指挥部、宝钢总厂副总工程师。

19911996  任宝钢(集团)公司、宝钢工程指挥部副总工程师,北京冶金建筑研究总院副总工程师。

1996        25日病逝。

 

主 要 论 著

1. 曾乐,田中鲁.电渣重熔.北京:中国工业出版社,1962.

2. 曾乐. 焊接工程学. 新时代出版社,1985.10-1986.6

3. 曾乐. 现代焊接技术手册. 上海:上海科学技术出版社,1989.121993.11

4. 曾乐. 精密焊接. 上海:上海科学技术出版社,1995.31996.10

5. 曾乐. 氩弧焊高硅钢的脱硫回锰. 《焊接专辑》三十年科研成果选编.1971: 7787

6. 曾乐. 用国产高强度低合金钢制造高压储气球形容器的技术进展(下).冶金建筑,1978:56

7. 曾乐. 现代焊接钢结构的合理节点构造(上、下).冶金建筑,1881:23.

8. 曾乐. 提高CMn型电渣焊焊缝低温冲击韧性的实验研究. 《焊接专辑》三十年科研成果选编,1981: 125134

9. 曾乐. Ni-Ti形状记忆合金18/8不锈钢用脉冲电阻焊及贮能撞焊. 38届国际焊接年会论文集,1986.

10. 曾乐. 发展新一代高性能松香基助焊剂的理论基础. 中国机械工程学会焊接年会论文集,1986.

11. 曾乐. 全焊调质高强度钢制造重型内燃缸体穿透性疲劳裂纹的典型焊接修复技术. 保加利亚1987年国际焊接学会论文集,1987.

12. 曾乐. 在工地焊接中,在大厚度构件对接接头中,采用单面坡口,留大间隙及带永垫板的应用经验. 1987年国际焊接学会论文集,1987.

13. 曾乐. 由于设计失误的焊接工程实例及其有效改进. 1987年国际焊接学会论文集,1987.

14. 曾乐. 中国钢厂中重级工作制全焊吊车梁中焊接构件及其失效分析. 1987年国际焊接学会论文集,1987.

15. 曾乐. Ni-Ti合金丝与18/8不锈钢焊丝接头性能的试验研究.《焊接与切割》(德国刊物).1987:2

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