铁路“大医生”:突破0.02毫米精度,让芯片“复活”
北京日报客户端 | 实习记者 刘玉洁

2025-12-18 09:24 语音播报

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人的手工操作能达到怎样的精度?列车网关神经元芯片的焊接精度,必须控制在0.02毫米——只有头发丝直径的三分之一。国外专家称人手在电路板上操作不可能达到这一精度,北京车辆段北京西检修车间的王勇却把“不可能”变成现实。

网关是列车信息互联互通的“中枢神经”。它的核心电路板上,一枚指甲盖大小的神经元芯片集成着3个CPU和64根引脚,技术门槛极高。长期以来,电路板的制造技术被国外厂家牢牢掌控,维修壁垒也随之而来——神经元芯片是由机器人安装焊接到电路板上的,损坏后人工无法拆卸和更换,只能返厂或者更新。返厂一次3000元,更新一个网关7000元。

“库房里堆着小山似的报废网关,看着真心疼。网关上的神经元芯片才100多块钱,如果能把芯片换下来,就能省下一大笔钱!”王勇说起当时的情景,指尖下意识摩挲着桌上的电路板,思绪回到十年前。

2015年“五一”国际劳动节那天,王勇在电视上看《大国工匠》纪录片,“蛟龙”号首席装配钳工顾秋亮的“两丝”(1丝等于0.01毫米)技术让他眼前一亮。“这个0.02毫米不就是日本、美国专家口中‘不可能’达到的精度吗?”王勇心想。

几经周折,王勇联系上了顾秋亮。这位“大国工匠”被王勇的执着打动,远程一点点把“两丝”技巧教给了他。

“顾师傅告诉我,‘两丝’练的是手感,拼的是手、眼、脑的默契配合。”但能不能把传统钳工技艺的“两丝”移植到电路板焊接上,王勇心里没底。他把不足十平方米的杂物间收拾成“小实验室”,搬来老虎钳、锉刀,从最基本的手上功夫练起。铁块被他锉得光亮,手指也磨出了厚茧。

真正的难关在芯片的焊接上。电路板的正反两面布满了电子元件,加热温度和时间稍有偏差,芯片就下不来,抑或周围的元件瞬间报废。王勇没有照搬国外给出的250℃“标准答案”,“按他们的经验,要么拆不下,要么就把周边一片烤坏。”他干脆重新摸索,三个月里所有业余时间都泡在废旧电路板上。

王勇正在焊接自主开发的动车组关键部件检修实验数字电路板

一次次失败后,他终于找到了350℃、10秒左右的“黄金窗口”。那一刻,他用镊子稳稳夹住芯片,电烙铁精准触点,焊锡瞬间熔化,芯片被平稳取下,周边元件安然无恙——“成功了!”屏气凝神的他,听到心底炸开的呼喊。

当王勇带着自己手工修复的电路板,找到国外厂家检测时,专家们无比惊讶,在反复比对芯片与电路板的生产批次后,发出惊呼:“这简直就是奇迹!”最终,他们为王勇颁发了全球通用的一级维修资质。

在老师傅的眼里,王勇这个年轻人“有点不按规矩出牌”,许多大家习以为常的老问题,被他想办法一一给破解了。

王勇为新职工讲解“两丝”手工换芯片技术要领

车间里用乙炔切割转向架弹性定位套,冒出滚滚浓烟。王勇用钢板、铁条和千斤顶制作了一个“转向架弹性定位套液压拆卸工具”,一举终结了铁路客车在检修时冒了十几年的滚滚浓烟。

真正让王勇走上创新“快车道”的,是解决了客车电子排风阀在冬天冻住、卡死的难题。

每到寒冬腊月,尤其是春运高峰,列车晚点甚至半路停运的消息频频出现,罪魁祸首往往是电子排风阀内的积水结冰。铁路部门为此专门成立了应急队,哪里的车冻住了,就带着备用阀板赶去更换。

德国专家考察了一圈,甩下一句“这个零件在我们国家没有这样的问题,应该是你们整列火车的设计、制造的问题”,扬长而去。

王勇一直在琢磨这个问题。在研究青藏列车压缩机、制氧机资料时,他偶然看到“压力露点”理论:空气中的水分会以分子形式存在,在温度或者压力变化时水分子会凝结成水珠析出。

“咱们国家的火车一出去就是几天几夜,跑遍大江南北,温度、压力变化都比德国大,析出的水分多是正常的,不是国产火车不行!”这个推论让他豁然开朗。带着资料和新思路,他向上级申请了一辆备用客车,开始了他的研究工作。

通过几十上百次的实验,他找到了电子排风阀积水的临界值,即在积水量小于5毫升时,利用阀体内部构造形成瞬间负压通道,可以把积水排出。“就按这个方法,每次列车回来时,让排风阀打个‘喷嚏’,它就不结冰了!”随着这项技术的推广,困扰行业十多年的排风阀冬季积水结冰顽疾得以破解。

当年春运,北京局首次实现了冬季排风阀“零故障”,这项研究成果随后被写入《铁路客车运用维修规程》,在全国推广。王勇也因此走上了北京交通大学的讲堂。

如今,王勇的工作室已经有了7项国家发明专利,9项成果参加了大国工匠创新交流大会。然而,更让他感到欣慰的是,越来越多的年轻人站在了自己身后。

王勇在调试项目流体力学气路及电气控制部件

“创新要紧贴企业的需求,苦练基本功。”在北京车辆段北京西整备场350平方米的创新工作室里,王勇常常一边写代码,一边回头看一眼新职工的操作。十几台自研试验台旁,年轻技工们低头焊接、调试、复盘,现场始终保持着充沛的“创新热”。如今,这间工作室已培养出46名技术骨干分布到企业乃至国铁集团。这支队伍让行业中的诸多“不可能”变成“可能”——在他们手里,200多项科研成果相继落地。

几十年过去,这个在丰沙铁路、永定河畔长大的农村娃,已成为业内公认的专家、铁路创新的带头人。但他依旧习惯蹲在检修现场,手里拿着工具比画,眼里写满了执着。“现场需要什么技术我们就研究什么技术,并且要做到行业最好!”王勇说。


编辑:王雯淼

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