网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

一根焊丝凭什么值30亿?中国这项技术,卡住了大国制造命门

0
分享至

一卷焊丝,是工地上最常见的耗材,焊工拿它接钢架、补铁板,没人会多看一眼。可在华中科技大学张海鸥团队的设备上,电弧把它一寸寸熔开、一层层堆高,金属还没凉透,锻轧就压了上去,铣刀跟着修形。最后长出来的,是航空、航天、核能领域用的大型金属构件。

据张海鸥回忆,为了这门手艺,美方企业前后多轮洽谈,报价从约8亿元一路加到约30亿元。最终未获中方同意。

一根焊丝,凭什么值30亿?这项技术,又凭什么卡住了大国制造的命门?



先看老办法。飞机上一个大型钛合金承力件,传统上要过三道关。先铸,把金属熔了浇成毛坯。再锻,用巨型压机把毛坯里粗大的组织压碎、压实。最后铣,把多余的部分一刀刀切掉。

三道工序靠几拨设备分头完成,毛坯要在中间来回周转。三道关里,锻最要命。金属浇铸凝固时,内部会长出粗大的枝晶,还夹着气孔和微裂纹。零件看着是完整一块,里面并不瓷实,拿去扛飞机的重量是要出事的。

锻压就是专门治这个毛病的,所以大件锻造动辄要上万吨的力。金属3D打印也逃不掉这个毛病。电弧熔化焊丝堆出来的每一层,说白了都是一次小小的铸造,一样会长枝晶、留气孔。那能不能边堆边锻?



国际同行曾普遍认为,增材和锻压很难同步复合。熔池只有毫米级那么大,要在这么小的地方同时施压,设备大了伸不进去,小了压不出效果。

于是通行的做法,是先打印成形,再想办法补救。张海鸥团队盯上的是“时机”。

金属在凝固前沿、半固半液的那一瞬,变形抗力极低,这时只要施加很小的锻轧力,就能把枝晶打碎、把晶粒细化、把气孔压实,打出来的件能拿到锻件级别的组织。等它凉透了再去锻,就又得回到万吨级的蛮力上。

趁热打铁,村里铁匠都懂。难就难在,这个“热”的窗口只有毫秒级,人手根本跟不上,只能让机器在堆丝的同时同步压上去,铣削单元再顺手把形修出来。



铸、锻、铣三道工序,就这样挤进了一台设备。这条路走得并不顺。张海鸥1995年从日本东京大学回国,2002年起带团队攻金属增材制造。

起初他们也跟着国际主流走激光熔化粉末的路线,做下去才发现,粉末太贵,大件又容易出气孔和裂纹,于是掉头转向电弧加焊丝。

换了路线,才有了后面“边铸边锻”的空间。2016年7月,这项技术通过湖北省科技成果鉴定。

由9位院士专家组成的鉴定委员会给出结论:整体达到国际领先水平,其中铸锻铣一体化属国际首创。别人觉得压不成的那一下,中国团队先压成了。



想知道这一下有多值钱,得先看它省掉了什么。老路子做大型航空锻件,离不开超大吨位的模锻压机。这种机器高过好几层楼,地基要往下挖得很深,投资以亿计,从开工到投产要熬好几年。

长期以来我国大型航空锻件依赖进口,飞机上最关键的承力大件曾需向外采购。直到2013年,中国二重的8万吨模锻水压机建成投产,我们才算有了自己的“重锤”。有了重锤,浪费照旧。

锻出来的毛坯要靠铣削切成零件,老工艺里毛坯九成以上都变成了切屑。据团队披露,这项新技术把材料利用率从不足10%提到了80%以上,制造成本降低约三分之二,周期也缩短到原来的几分之一。



换成大白话:同样十斤钛,过去九斤多被切成废屑扫走,留在零件上的不到一斤。

现在八斤以上都长在零件上。钛本来就是航空材料里的贵东西,省下的每一斤都是真金白银。同一个零件,花的钱只剩原来的三分之一左右,等的时间也短了一大截。原料这头也省。

电弧路线用的是焊丝,这是工业里最成熟、最普通的金属半成品之一,比激光路线用的球形金属粉末便宜得多。

设备是一台数控增材装备,占地和投资跟万吨压机产线比,完全不在一个量级。过去造大件,门槛是先要有一台国之重器级别的压机。



现在,门槛变成了会不会这套工艺。这笔账摆出来,有人坐不住就不奇怪了。据张海鸥回忆,美方企业曾多轮洽谈,想把这项技术买过去,报价从约8亿元一路加到约30亿元,最终也没有得到同意。对方为什么肯一再加价?

一家要大量制造大型金属件的企业,每做一个零件都要算料钱、机时钱和压机的折旧钱。

一套能省下大半材料、甩掉超大压机依赖的工艺,省下来的钱会跟着每一个零件、每一年的产量反复累积。开价往上加,说明他们把这笔账算得很清楚。几十年前,我们为了一个大锻件四处求人。

如今,是美方企业主动多轮洽谈、一再加价,求的还是造大锻件的办法。



买不走的东西,国家给它上了一道锁。2020年8月,商务部、科技部调整技术出口目录,把铸锻铣一体化金属3D打印技术列为限制出口类。2023年修订时,相关条目又进一步强化。限制出口的意思很直接:这门技术想出国门,先得拿到中国发的许可证。为什么要锁?看它用在哪儿就明白了。

这项技术已经用于我国航空、航天、核能等领域的大型构件研制。这些领域的大件,个头大、受力重、坏不得,造得出、造得快、造得起,决定了飞机、火箭和核电装备能不能按自己的节奏往前走。

谁能用更少的料、更短的时间把这些大件做出来,谁手里就多一分底气。再把视线放到外面。西方航空工业的钛材长期依赖俄罗斯供应,2022年俄乌冲突后,波音、空客暂停从俄罗斯采购钛材,供应链一下子绷紧了。



库存和别的来源还在,可钛从哪儿来已经成了难题,买来的钛能不能少浪费一点,就显得格外要紧。

据团队披露,一套能把材料利用率从不足10%提升至80%以上的工艺,放在这种处境里,分量不言自明。大洋彼岸也早有判断。美国商务部2021年更新关键与新兴技术清单,把先进制造(含增材制造)列了进去。

这是美国对自家技术的管控安排,但它清楚表明,在他们眼里,增材制造已是大国之间要争的高地。西方这些年的主力押在激光粉末路线上,做大件成本高、效率低。

而这块高地上最难的一招,边打印边锻造,是中国团队先拿下的。分寸也要拿准。限制出口管的是技术往外走要过许可这一关,并没有把谁全面封死。



可口子开不开、给谁开、开多大,决定权在中国手里。以前是别人决定卖不卖锻件给我们,现在轮到我们决定这门手艺给不给别人。所以,一根焊丝值钱的地方,在它背后那套把铸、锻、铣压进一台设备的工艺。

趁热那一压,让大件摆脱了对超大压机的依赖,也让原本要被切掉的大半钛材留在了零件上。

凭着这套本事,据张海鸥回忆,外方愿意把报价抬到约30亿元。也凭着这套本事,它被写进限制出口目录,成了航空、航天、核能大件制造里别人绕不开的一道关,这就是它卡住大国制造命门的分量。



工地上的焊工,今天还在用同样的焊丝接钢架。而在另一台设备上,电弧把焊丝一层层熔开,金属还没凉透,锻轧已经压了上去。当年要向别人求购的大件,就这样一层一层,在中国自己的机器上长了出来。

参考资料:

我校铸锻铣一体化金属3D打印技术通过成果鉴定.华中科技大学

铸锻铣一体化:金属3D打印的中国突破.科技日报

中国禁止出口限制出口技术目录(2020年、2023年修订).商务部、科技部

波音空客钛材供应链受俄乌冲突影响报道.路透社

Boeing suspends titanium purchases from Russia amid sanctions.路透社

声明:个人原创,仅供参考

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
最邪恶的实验:6女4男船上共渡100天,失去法律约束,结果如何?

最邪恶的实验:6女4男船上共渡100天,失去法律约束,结果如何?

泪满过眼
2026-10-20 07:44:02
太扎心了!25岁女子和前男友酒店发生关系,事后仍被拒绝复合,女子不甘心,从此前男友就消失不见了

太扎心了!25岁女子和前男友酒店发生关系,事后仍被拒绝复合,女子不甘心,从此前男友就消失不见了

丫头舫
2026-10-19 20:19:42
金融圈大瓜!有人在券商食堂打假,网友:跌的失去理智了?

金融圈大瓜!有人在券商食堂打假,网友:跌的失去理智了?

金石随笔
2026-10-20 09:39:09
连续两年、唯一入围!优博瑞霂再进IDF全球乳业创新奖三强

连续两年、唯一入围!优博瑞霂再进IDF全球乳业创新奖三强

铑财
2026-10-20 12:48:15
每月1000多社保占了工资的一半!社保扩面找得到人,却恐怕留不住人

每月1000多社保占了工资的一半!社保扩面找得到人,却恐怕留不住人

三言四拍
2026-10-19 20:26:19
国家发改委:正研究制定扩大内需战略实施方案,并将加快推动印发实施

国家发改委:正研究制定扩大内需战略实施方案,并将加快推动印发实施

新京报
2026-10-20 10:57:36
山东打响第一枪:“个人是养老第一责任人”

山东打响第一枪:“个人是养老第一责任人”

毒哥的毒鸡汤
2026-10-19 16:38:18
“精日”陈宇昕已被开除、遣返,军方警方团中央发声谴责

“精日”陈宇昕已被开除、遣返,军方警方团中央发声谴责

韬闻
2026-10-20 08:03:38
10日20日:养老会议落下帷幕,企退养老金待遇调整信号值得留意

10日20日:养老会议落下帷幕,企退养老金待遇调整信号值得留意

江启
2026-10-20 11:11:13
特斯拉:公司CEO马斯克2025年考核未达标,全年实际到手收入为零,没有现金,也没有解锁任何股权

特斯拉:公司CEO马斯克2025年考核未达标,全年实际到手收入为零,没有现金,也没有解锁任何股权

极目新闻
2026-10-20 09:10:39
蒋万安6选区全都大幅落后沈伯洋,王世坚:合乎情理,意料之中

蒋万安6选区全都大幅落后沈伯洋,王世坚:合乎情理,意料之中

金牛传声
2026-10-20 13:26:54
奚梦瑶重返T台,大腿肉松垮,走路哆嗦表情谄媚,对比刘雯差太远

奚梦瑶重返T台,大腿肉松垮,走路哆嗦表情谄媚,对比刘雯差太远

卿羽飞本尊
2026-10-19 19:15:03
特朗普:法国骚乱的原因在移民,他们既不爱法国建筑,也不爱法国艺术,我早就叫马克龙关闭边境他不听

特朗普:法国骚乱的原因在移民,他们既不爱法国建筑,也不爱法国艺术,我早就叫马克龙关闭边境他不听

极目新闻
2026-10-20 11:08:07
文学史上最神的比喻,网友:我穷极一生也写不出来这种句子!

文学史上最神的比喻,网友:我穷极一生也写不出来这种句子!

夜深爱杂谈
2026-10-19 10:54:11
“21岁男子在稻城亚丁高反身亡”追踪:官方称同行三人系非法穿越,如找到将处罚 多部门即日起对非法穿越展开巡查

“21岁男子在稻城亚丁高反身亡”追踪:官方称同行三人系非法穿越,如找到将处罚 多部门即日起对非法穿越展开巡查

红星新闻
2026-10-20 13:51:30
金与正警告,“必将招致严重灾祸”

金与正警告,“必将招致严重灾祸”

中国新闻周刊
2026-10-20 14:03:11
菲律宾有人继续搞鬼,想对我大使如何?

菲律宾有人继续搞鬼,想对我大使如何?

新民周刊
2026-10-20 09:06:39
蒋万安、沈伯洋辩论将开战!最新民调跌破眼镜,台北人反应曝!

蒋万安、沈伯洋辩论将开战!最新民调跌破眼镜,台北人反应曝!

故事终将光明磊落
2026-10-20 12:08:09
打破核威胁!芬兰首任驻华大使称:几颗氢弹投向中国,中国就完了!

打破核威胁!芬兰首任驻华大使称:几颗氢弹投向中国,中国就完了!

旧闻档案馆
2026-10-20 10:15:06
湖南女网红晚安安从35楼坠落生还:从ICU出来父母叫我“宝宝崽崽”,感觉重新过了童年;回忆坠楼经历称当天记忆空白,不知道怎么发生的

湖南女网红晚安安从35楼坠落生还:从ICU出来父母叫我“宝宝崽崽”,感觉重新过了童年;回忆坠楼经历称当天记忆空白,不知道怎么发生的

蓬勃新闻
2026-10-20 06:36:31
2026-10-20 15:20:49
老橝说体育
老橝说体育
更多精彩等你观看
1513文章数 32关注度
往期回顾 全部

科技要闻

新版MiniMax,能和DeepSeek掰手腕吗?

头条要闻

21岁男子在稻城亚丁高反身亡 家属支付7500元马帮费

头条要闻

21岁男子在稻城亚丁高反身亡 家属支付7500元马帮费

体育要闻

30天30队·奇才:三状元一榜眼 35胜?

娱乐要闻

港媒曝刘恺威与32岁黎纪君恋情,秘密恋爱两个月

财经要闻

这些科技股王,为什么总输给茅台?

汽车要闻

不知道二代海鸥多好玩? 上赛道跑两圈 很过瘾的

态度原创

家居
数码
亲子
旅游
公开课

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

数码要闻

倍思发布PrimeSentinel U2 Pro安防摄像机 可用聚光灯实时追踪目标

亲子要闻

小宝宝喊爸爸与喊妈妈的区别

旅游要闻

秋日露营经济升温

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版