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28年潜心焊接占有难关,为协作社转型进级提供强
分类:机械研究

哈尔滨焊接研究所积极探索增强科研力量、加快自主创新步伐的新思路,利用与乌克兰巴顿电焊研究所长期合作的有利条件,针对我国重大工程的需要,提出了建立国际合作基地、引进国际先进单元技术的设想。2007年8月,由国家科技部副部长带队,哈尔滨科技局副局长王长文、哈焊所所长何实和总院科技发展部部长张立斌等访问巴顿所,与巴顿所进行全面技术合作。在此基础上,哈焊所联合黑龙江省内数家高校与企业,组建了科技部“特种材料与特种加工国际合作中心”,并与2008年6月正式挂牌成立。 以特种材料与特种加工国际合作中心为依托,哈焊所申报了科技部国际合作重点项目,该项目2008年10月获得科技部立项批准,获得专项经费748万元。国际合作中心其它成员单位哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学等获得专项经费1000余万元。该项目针对我国大型船舶焊接制造的技术需求,重点解决焊接技术难题,在引进巴顿所已有成果和工程经验的基础上,在工艺方法上进行自主创新,使国内相关技术水平得到跨越式提高。在2009年科技部国际合作项目申报工作中,哈焊所借助“特种材料与特种加工中心”的技术优势,又申报了两个项目,申请专项经费800万元,主要解决高强铝合金焊接和水下快速切割技术问题。

董春林

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工学博士、研究员,广东省焊接技术研究所,中国-乌克兰巴顿焊接研究院中方院长。主持制定行业标准一项,获国防科技进步二等奖两项、航空科技进步一等奖两项、航空科技进步二等奖三项、中国机械工业科技进步二等奖一项,获国家发明专利多项,在核心刊物上发表50余篇学术论文。

9月17日,“新时代新龙江新作为——网络媒体龙江行”媒体采访团走进哈尔滨新区,深入探访哈焊院,感受先进焊接工艺和焊接自动化装备、激光焊接等技术。

感言

“你们别看这屋不大,但是提供了很多国内外焊条扩散氢含量实测数据分析等重点项目。”在哈尔滨焊接研究院有限公司的扩散氢实验室内,总经理李连胜介绍。

在焊接领域很少有新技术诞生于中国,因为大家往往重视成果转化、关心如何将成果用于工业领域。但正是这种‘拿来主义’,使我们‘只知其然不知其所以然’,在实际应用过程中遇到问题常常束手无措。

工作人员为媒体采访团介绍相关情况

所以,我们现在需要的是基础科研人才,在材料连接机理、焊接电弧物理及熔池行为、焊接结构力学等专业方向,需要开展扎实系统的基础理论研究。只有对这些基础的焊接物理冶金过程有了更深入的认识和解析,才能更好地解决实际工程技术问题。我想,在我国大部分的工程技术领域都是如此,这也是国家提出开展‘强基工程’的原因。

李连胜介绍,建院六十年间,哈焊院共承担国家、地方和企业来源的科研项目1000余项,包括国家科技重大专项、科技部攻关计划、国家科技支撑计划、国际合作专项、军品配套、科技部院院专项、省市科技计划、重点横向合作项目和自主研发项目等等,获得各类科技成果奖励500余项。

提到焊接,通常浮现在脑海里的是弧光、火花飞溅、伴随着刺耳噪声的画面,以及在高温下汗流浃背的焊工……

“近年来,我们也创造了很多的第一。”李连胜说,哈焊院解决了多项国家重要工程、重大产品、军工产品等焊接技术关键。同时也承担了焊接高新技术产业化工程建设的任务。

然而,广东省焊接技术研究所里的一间实验厂房,颠覆了人们对焊接的固有印象——这里一尘不染,这里静悄悄,这里无焊工——高达3米的机器人对铝合金材料进行焊接,短短几分钟便完成“工作任务”,全程无噪音、无飞溅、无辐射。

精密仪器

在这背后,是中国-乌克兰巴顿焊接研究院中方院长董春林及其带领的团队,致力于发展“绿色焊接”技术,将人工智能与焊接技术相结合,与乌克兰巴顿研究所科研团队联手,开发国际先进的焊接技术。

据了解,几年来哈焊院围绕科技成果转化,积极建立相关的焊接科技产业示范基地,发展了以高端焊接材料和自动化焊接装备为主营产品的科技产业,产品广泛应用于能源石化、机械、冶金、桥梁、轨道交通、军工等的各个领域,服务对象遍及全国各地,取得了显著的经济效益和社会效益。

28年专注焊接专业 多次承接重大攻关

“聚焦新一代信息技术、高端装备、新材料等十大重点领域,围绕关键基础共性技术、新产品新工艺开发,解决国家重大装备中的大型、厚重、精密、复杂结构的焊接制造问题是我们下一步发展的重中之重。”李连胜说,下一步,哈焊接以高端先进的高性能材料焊接性为切入点,以先进优质焊接工艺技术为手段,以高端自动化、自适应化、智能化焊接装备为载体,突显综合解决的特色,为企业焊接生产制造的转型升级提供强有力的支撑。

焊接简单地说就是将两个零件连接成一个整体结构的制造技术,被称为工业缝纫机,小到制造一枚集成电路芯片、大到建造一艘航空母舰,都离不开焊接。

1990年,董春林考取吉林工业大学焊接专业,从此与“焊接”结下不解之缘。本科毕业后,他又在哈尔滨工业大学学习深造,获得了焊接专业的硕士和博士学位。“从接触这门专业开始,细细一数,今年已经是第28个年头。”董春林说。

二十多年来,董春林一直从事先进焊接技术的工艺、装备、过程控制及工程化研究。作为课题负责人及主要参研人员,他先后承担了国家科技支撑计划重点项目,国防973项目,工信部重大专项,国家自然科学基金重点项目,总装九五、十五、十一五、十二五预研项目等,在技术研发与产业化方面重视工艺、试验及工程应用技术创新,先后发明了等离子焊弧光传感、活性剂等离子焊、塑流摩擦焊等方法,取得了显着的社会经济效益。

在北京工作期间,董春林带领技术团队,针对我国航空、舰船、航天等领域实际需求,主持国防基础科研、总装预研、民机科研等重大项目,开展型号关键技术攻关和高端焊接装备研制,为先进搅拌摩擦焊技术装备在我国工业领域推广应用作出了突出贡献,荣立中国航空工业集团公司个人二等功。

焊接过程静悄悄 打造“无人焊接厂”

2015年9月,董春林调到广州工作,得到了广东省科学院高端人才计划支持。他利用自己在搅拌摩擦焊领域的科研基础和技术积淀,带领团队针对现有的搅拌摩擦焊技术及装备深入研发,率先在该领域引入智能控制技术,开发“智能机器人搅拌摩擦焊装备”,为打造环保型“无人焊接工厂”提供一体化解决方案。

记者在广东省技术焊接研究所的实验厂房里看到,一个巨大的、高达3米的机器人正在对铝合金材料进行焊接,短短几分钟便完成“工作任务”,焊接过程安静、无飞溅、无辐射,与大家想象中火花四射、气味呛人的焊接工厂场景有天渊之别。

董春林介绍,搅拌摩擦焊是一种绿色环保的固相焊接技术。之所以称为“绿色”,是因为焊接过程无尘、无污染、无噪音;称为“固相”,是因为其在焊接过程中不需要将材料熔化,通过搅拌工具的高速旋转,使连接部位的材料温度升高发生塑化,从而获得致密的焊缝组织。

此外,董春林还带领科研团队开展了多项技术创新研发,如搅拌工具结构的优化设计及创新型工艺技术。董春林告诉记者,开发一个新型搅拌工具,至少要经过2个月工艺试验,实验达到上千次。

尽管搅拌摩擦焊技术经历了20多年的发展,但搅拌摩擦焊装备技术发展缓慢,通常采用专机设备,实际焊接过程多靠人工手动控制。董春林在国内较早地提出了将工业机器人及人工智能技术应用于搅拌摩擦焊,并带领团队开发了多台套机器人搅拌摩擦焊装备,目前已经与国内新能源汽车、航天、造船、3C电子等生产企业合作,联合开展技术应用研究和成果转化。

中乌携手联合攻关 进军复合热源焊接技术

拥有84年历史的乌克兰巴顿焊接研究所在世界焊接科技领域享有盛誉,时至今日,乌克兰巴顿焊接研究所在焊接基础理论和应用技术方面依旧实力雄厚,在真空电子束焊接、闪光焊接、人体组织焊接、金属材料冶金、表面工程、新材料等领域仍处于世界领先水平。

2011年,中国与乌克兰两国宣布建立和发展战略伙伴关系,并签署“关于支持共建中国-乌克兰巴顿焊接研究院的谅解备忘录”政府间合作协议。2012年,中国—乌克兰巴顿焊接研究院在广州正式成立。短短几年内,中乌研究院已建成5个具有国内一流水平的创新研发平台,覆盖先进材料、高能束流加工、现代表面工程、现代焊接装备与工艺、生物医疗领域。

作为中乌研究院的中方院长,除了与乌方院长合作完成中乌研究院的日常管理运行等工作,董春林也组织中乌双方科研团队,开展多种创新型复合热源焊接技术联合攻关研发,如激光-TIG、等离子-MIG、激光-微束等离子等,目前多项关键技术在国际上处于领先水平。

此外,董春林也在努力探索国际科技合作创新模式。他说,长期以来我国国际科技合作都以引进国外专家、引进国外技术、联合开展成果转化为主要模式,其实通过国际科技合作,联合开展基础科学研究也非常重要,乌克兰在焊接及新材料领域的科研基础非常雄厚,其科研体制也值得我们学习借鉴。

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