神秘的长方盒 1958年盛夏的一天早晨，张劲夫常务副院长来所视察，给全体职工作动员报告。他坐在讲台后边，面对麦克风抖展折叠纸扇说：“要敢于攀登世界科学技术高峰，不能跟在别人的后边一步一步的爬行，摘果子总得跃一跃吧！”令我们振奋。一抖折纸扇又说：“还要善于赶超世界科技先进水平。”告诫我们说：“100多年来帝国主义列强侵略、烧杀、掠夺、欺压中国的历史不能忘记，落后就要挨打！”。又一抖折纸扇说：“启动要有一个超前的科技储备，给我们以武装。”这同我的老校长李昌的教导“政治和业务结合理论与实际一致”去创造同出一辙。令我神往、信服。还特别强调：“不能当梁山君子，上不着天下不着地。科研要为国民经济建设服务，要为国防建设服务，任务带学科，学科促发展。”目标明确。
我查阅了大量科技文献，发现制造业设计结构轻质化、小型化，要求金属材料高比强、高塑性。材料成分设计，合金元素多元化、少量化，组织结构马氏体变异化的规律。我提出来一个高能量密度快速焊接应对技术措施。在西方新技术封锁的年代，从科技快报的只言片语中启迪我选择了等离子切割（焊接先导）、真空电子术焊接。待试验取得突破性进展后，先后派刘溯源、臧式先、毛祖涛同上海电焊机厂合作研制，协议规定第一台样机以成本价供给金属所。我和陈家新修旧利废组装出一台高能接触焊机，三大焊接新技术有了着落。
1960年5月初的一天傍晚，高景之所长同张沛霖副所长没告之目的带我到北京西郊原子能研究所。钱三强所长引领我们走进报告厅东北角，临时用木桌椅围成的会客角。北便门打开了，两位保卫人员抬进来一个长约1.2米，20厘米见方墨绿色铁皮长方盒，轻轻放到地毯上。学术秘书打开铁皮盒的暗锁，露出一只木质本色长方盒，打开长方盒又露出一只木质本色长方盒，打开长方盒，又露出一只木质本色长方盒，打开长方盒从紫绒布里拿出来一根银灰色细长管件，捧给钱所长。他捧着管件面对我们说：“这是一根特殊元件，苏联专家把它叫做“社会主义和平保障的心脏”。请金属所领导和专家鉴别是用什么方法焊成的。”捧给所领导仔细观察后，捧给我表态。我没有见过这种薄材和焊缝。反问：“可以解剖吗？”钱所长斩钉截铁说“不能！这是苏联专家的教学用品。”我又捧起管件做掩饰，片刻思索，事前高所长也没有交待来意，可是报效祖国的机遇不可失，有了超前的科技储备和“理论与实际一致”的底气，苏联能焊我就能焊。面对钱所长坚定地说“能焊！”钱所长如释重负说：“就等你这句话了。”又面对高所长说：“焊接就请金属所承担了。”高所长一挥手说：“就这么定了！”令我不解的是为什么这等重任交给一名研究实习员呢？后来才知道请来专家、教授，因为不能解剖焊件都婉然谢绝了。钱三强找张劲夫指点，找金属所高景之啊，才把我放到炉火上烤。
1961年初春副组长陈文绣来到我的实验室，先看看左右从试样袋里取出一片同苏联样品很相近的样品让我盲焊。试焊不通电流，经过一番周折后，终于找到试样表面颜色较浅区域通电流焊接成功了。不过，拉断力只有母材的30%，但是表明材料是可焊的。写出焊接可行性报告，连同焊件参加上海衡山饭店汇报会。审查通过高能焊接技术方案。钱副院长和张劲夫副院长决定南线（以冶金所为主）同北线（金属所）集中，统一到上海冶金所成立第十研究室，专攻该项任务”，吴自良副所长兼室主任，副主任邹世昌兼二组组长，副组长是陈文绣、桂业炜。下设焊接小组，组长陈晓风、组员刘溯源、小仼。小组第一件工作是研制专用高能接触缝焊机，特点是电压高，期限短为一年。自找合作研制单位，强人所难都笑而不接。我们建议所党委书记出面找市委书记，派常务副书记曹狄秋亲自到上海电器科学研究所下达焊机研制任务。常务江副所长，助手郭宏志同我和小刘详细讨论了高压过载保护和机电结构细节后，江副所长拍板，按设计要求技术指标，一年完成，争取提前两个月。让我们感动。交待小刘一些注意事项后我该回沈阳了。
1962年初春，上海来电报：“速来沪试验。”小刘介绍专用焊机提前两个月到货，性能指标到位，运转状况很好，国际一流水平令我们肃然起敬。小刘建立起牢度检测技术，焊出同苏联相近的样品，让我刮目相看。可是小刘抱怨说：“不告诉成分，还指责焊接跟不上。”我们讨论商定，建立起测定表面接触电阻装置，定量评定指出，高接触电阻值是氧化膜致密制备温度高造成不可焊。指责哑然，魔材质量前进了一大步。我们用焊接能量同拉断力和接触电阻值建立起二维坐标系，创建出一个窗口焊接规范。凡是在窗口内的焊接规范，质量都是优等”。选择中心点，即使制备工序超差积累也很难跳出窗口，还为生产粗放式管理留有较大的超差空间，堪称一大发明。让室领导信服，首肯。在全室技术攻关动员会上吴自良主任拿焊接说事：“我过去最担心的是焊接，现在我最放心的是焊接，望大家共勉”。我做好不再来上海的准备。
1963年中秋的一天早晨，高所长叫我到办公室。告诉我冶金所党委书记万钧来电话请你去上海，实验室投产又卡在焊接上了。我匆匆赶到上海，小刘指给我长焊缝上粘电极的形貌。检测长焊缝中间段电阻值偏高，提出是炉膛温度不均匀造成的，大面积魔材质量提高了。可是焊到尾部又粘电极了。内外水冷电极被否定后，为争夺时间从10多种电极合金中用金属物理理论指导选出一种。又选邹世昌博士创造的一种同类低成本电极合金用于焊短环焊缝。我和小刘三下松江所属有色冶金试验厂提前试制出两种合金电极棒材，令我们肃然起敬。
上机试生产室领导、组长云集，当看到波型稳定，美观焊缝无不喜悦。可是我和小刘却发现在焊缝中心线上出现小麻点，那要降低抗介质腐蚀性能，不能放行。吴主任默认说：“那好，百尺竿头更进一步。”再进一步比百尺竿头更难。小刘施焊，我蹲下来仔细观察，发现在电极与工件之间瞬间即逝的兰光闪电，表明焊缝金属凝固收缩反常现象。我们请教上海资深接触焊专家叶先生，他也没听说过。技术上已到山穷水尽。毛泽东在《实践论》中告诉我们感性的认识有待上升到论理上的认识去变革。我们从凝固收缩出现间隙提出来一个弹性滞后假说。毛泽东在《实践论》中说：“感觉到了的东西，我们不能立刻理解它，只有理解了的东西才更深刻的感觉它。”令我们对假说深信不疑。结果给以很小的初始外力小麻点退位。当上好质量的“心脏”元件，展现在钱副院长和张劲夫副院长面前的时候，激动地说：“这么快就解决了关键难题，震惊，开心！”
1964年1月14日钱三强把这一喜讯报告给周恩来总理，周总理及时报告给毛主席，毛主席当即挥毫发去贺电、贺词。
1964年初春转产第八研究所，邹副主任带领我们十几名科技骨干来到吴淞口大沙滩上，黄沙弥漫的红砖厂。这是他们主观选址的“杰作”，同我们精密自动焊接的技术要求背道而驰。但是为争取时间只好提出采取局部防尘措施，可是魔材接触电阻值还是飙升5-6倍。庆幸，焊接规范没有跳出窗口。“心脏”元件源源不断焊接成功。苏联援建专家副组长撤退时诅咒浓缩铀工厂是一具僵尸，植入“心脏”元件复活了。这是中国科学院以超前的科技储备，必要时强强组合研究所，成了我国第一颗原子弹爆炸解除关键难关的及时雨。这只是中国科学院攀登上世界科学技术高峰的冰山一角。为此，我们于1984年获国家发明一等奖。九十年代才清楚原来魔材是一种金属纳米复合材料。
动力反应堆芯焊接 1965年初春高所长从四清工作队急招我回所，布置新任务，强调说：“该项目，英国采用真空箱内氩弧焊接泄漏率85%，我们要求不漏。”我当即提出来一个高能焊接技术方案可保障不漏，令二总赞许。我强调提出，保证按计划供应原材料，用数据支持。我的题目组有陈家新、臧式先、李忠库、杭承钊、虞德华，又调入梁勇、李永林。
张总为了万无一失还请工程设计所焊接室加盟。没想到带队的彭主任提出来正是英国焊接泄漏的技术方案，被我们否定了。待参观我们的高能焊接实验室后，陈副主任还不认可，彭主任定局说：“就照金属所的技术方案办，回所汇报后，派人来沈阳参加工作。”让我感动。
更没想到的是多次催发原材料，杳无音信。一天突然寄来5小木箱，告之全部材料清讫。数量上不到计划的1/3，裂纹板材占1/4，让我彻夜无眠。写出对方不信守承诺备忘录准备上缴高所长，退货了事，另请高明。另请高明那不正中泄漏的下怀了吗！当仁不让。好料用在刀刃上，一省二代三减把一盘死棋下活了。
没想到陈副主任背着我用英国设计的结构进行密封焊试验，我立即叫停。严肃指出，设计结构违背凝固结晶原理，有害元素、杂质偏聚，形成泄漏源。我参加讨论后张有为和梁勇设计出一种凝固结晶主轴发散生长的结构，堪称一大发明，令我赞赏。
电子束焊接样机经过臧式先和李忠库改进真空系统，稳定高压、稳定束流。设计出机电合轴优化的电子枪，保障了焊接质量再现，进入生产范畴，令我刮目相看。
英国焊接控制棒承载体产生角变形、易失控。美国用超纯氩气保护接触焊接新工艺，解决了氧化和变形问题。我和老杭模拟美国焊接新工艺，解剖焊件发现管内壁出现蓝色氧化带，成了腐蚀断裂源。技术上已到山穷水尽。毛泽东在《矛盾论》中说：“一切矛盾着的东西，相互联系着，不但在一定条件之下共处于一个统一体中，而且在一定条件之下相互转化，这就是矛盾的同一性的全部意义。”我们找到了这一转变条件是加热速度。不用真空和超纯氩气保护，我和老杭用高能接触焊控制高温停留时间，居然在空气中焊出银白色不氧化、不变形锆合金管件。赶超英美保障了核安全。
更没想到的是1968年夏天的一个上午，工程设计所苏政委闯进实验室，令沈阳焊接研究工作停下来，去北京帮助他们攻焊接泄漏关。细盘问才清楚工程设计所早已启动英国焊接泄漏方案了，我所承担的是没有入围的预备方案。通报全组，调整试验方案，动员趁此泄漏良机抢占人和制高点，战胜占天时地利的主方案。很快结构体焊接试验结果出来了，常规性能与母材相当，负压、正压匀不漏，高压通过，爆破试验断裂在母材上。这一相当、二不漏、三不破连胜主方案三筹。派老杭持报告和试验件去北京向张总汇报。很快潘总设计师和工厂总工程师梁秀峰来所传达张总指示：“方法先进、质量过硬、工程配套。”11只全尺寸元件焊出10只成品件，一周内送到五局，入堆进行零功率考核”。第二天刚上班二总眉飞色舞拿走10只成品件。烈火炼真金，主方案焊件被淘汰出局。二局和五局联合决定采用中国科学院金属研究所高能焊接技术下工厂投产。我带领臧式先、李忠库、梁勇、杭承钊下厂同工厂王西京、高振武等人，生产出的组件及时装备了我国第一艘核潜艇。1985年获国家科技进步特等奖覆盖奖。
“任务带学科，学科促发展。”我们在完成任务中看到，焊接凝固结晶是拦路虎。于七十年代末期，我带领研究生团队创建出电子束可控细化凝固组织新理论和新技术。使高强度铝合金、高强度钛合金、高强度抗氢钢和超高强度马氏体失效钢的强度、塑性提高30%以上，赶超上世界焊接科技先进水平。指导研究生团队创建出电子束超快速表面熔凝新理论和新技术，在国内外首次制备出大面积、尺寸均匀、致密、一维和零维钛合金纳米晶体，显微硬度高达1340HV，为母材的3.9倍。攀登上钛合金纳米晶体制备科学技术高峰，这都是在张劲夫副院长号召下，落实到基层的丰硕成果。为中国科学院跻身于世界高科技之林打下了坚实的基础。
饮水思源，在建院70周年和建国70周年之际，谨以此文献给积极贯彻院领导伟大号召，认真落实到基层的所党委书记高景之和李薰所长及认真贯彻党和国家科技方针、政策的张劲夫常务副院长以及李昌老校长作为深切的纪念。长江后浪推前浪，一代更比一代强，看如今中国科学院跻身于世界民族高科技之林倍感欣慰。中国科学院正以昂扬的姿态同全国科技大军融入习近平新时代中国特色社会主义思想大潮中，走一带一路，不断涌现出高科技产品，惠及国人、惠及人类命运共同体富裕安康。
作者：陈晓风 中国科学院金属研究所退休职工（1等奖）
