為服務國民經濟建設加快步伐
——現代焊接生產技術國家重點實驗室

重視人才培養，加強合作與交流

現代焊接生產技術國家重點實驗室的前身是哈爾濱工業大學焊接專業。該專業始建于1952年，是國內第一個焊接專業。1986年，被評為全國首批重點學科。1989年，在焊接專業的基礎上籌建國家重點實驗室，1995年通過國家驗收并正式對外開放，2003年通過國家科技部的評估。

現代焊接生產技術國家重點實驗室是國內焊接領域應用基礎研究和技術研發中心，同時，也是國內培養焊接領域高技術人才的重要基地。實驗室在解決國防工程關鍵技術和國民經濟建設方面做出了突出的成績。

自成立以來，實驗室承擔了多項國家“十五”預研項目、國家“863”項目、國家自然科學基金項目、國家支持的“空間焊接技術”項目。科研經費總計約3000萬元，建設經費約3000萬元。實驗室重視人才隊伍的建設，培養了一批中、青年技術骨干。建立了老、中、青相結合的學術梯隊，具有博士學位的研究人員已達到80%以上。實驗室積極開展國際交流合作，與國外知名的焊接研究機構建立了合作關系；同時，聘請本領域國內外的著名學者任本實驗室顧問教授或客座教授，與國外學者聯合培養博士研究生。實驗室每年向海內外學者提供與本領域相關的開放課題資助，總計40多項，總經費80萬元。

自1995年以來，實驗室堅持強化國際化，促進學科發展，依托國際化進程加強實驗室學科建設，逐步實現了實驗室國際化戰略目標。自1997年以來，實驗室有多位教授主持了國際或國內會議，并在國際或國內會議上作大會報告或特邀報告。實驗室還與國內外知名大學和科研機構逐步建立了長期的學術交流與合作關系，如美國俄亥俄州立大學、肯塔基大學、EWI研究所等，已有10多位國外知名焊接專家受聘為實驗室的顧問教授。此外，美國華盛頓大學控制與機器人研究中心主任談自忠等海外學者還受邀來室介紹他們的先進成果，自1997年以來先后有50余人次來實驗室進行了學術交流。

實驗室不但請國際知名專家來室講學，還有計劃地選派中青年骨干出國進修。在抓好實驗室研究生培養體系的同時，實驗室積極向國外派遣研究生或進行聯合培養。從1997年開始，有多名研究生在國外學習，從而涌現出了一批高水平的博士、碩士畢業生。

立足國際前沿，積極推動成果產業化

實驗室接受評估

作為我國第一個焊接技術國家重點實驗室，實驗室在焊接自動化、焊接機器人、焊接材料分析和傳統焊接技術等領域具有傳統優勢。實驗室注重立足用信息技術改造焊接這一傳統產業，在高強鋼薄壁殼體自動焊接系統、機器人焊接技術研究、異種材料及復合材料焊接技術研究、空間環境模擬大型真空容器的焊接制造、載人飛船返回艙變形控制與焊接、微電子焊接和封裝技術等項目上取得了重大進展。

近年來，脈沖焊熔滴過渡一直是國際焊接界的研究熱點。自1997年以來，實驗室在“MAG焊熔滴時弧光強度瞬態下降的特征信號”方向上開展了系列前沿性研究，在熔滴過渡的實時檢測方面取得了重要成果。國內外專家一致認為，對“MAG焊熔滴時弧光強度瞬態下降的特征信號”的研究，獲得了MAG焊接不同組分譜線強度變化同熔滴行為的關系，特別是發現了MAG焊熔滴過度時弧光強度下降的特征信息，從理論上揭示了弧光傳感焊接行為的機理。這些成果既填補了弧光傳感應用基礎理論的空白，也充實了該領域的電弧傳感理論。

實驗室一直瞄準智能化焊接方向，并取得了重大進展。實驗室先后開發了具有完全自主知識產權的弧焊機器人系統，該系統具有體系結構及控制算法開放性和擴展性的顯著特點。完成了全開放式九自由度弧焊機器人技術，突破了國外工業機器人的“黑箱”結構以及對用戶的限制，掌握了焊接機器人的核心技術。同時，實驗室還成功研制了任務級的機器人離線編程及仿真系統。該系統能夠根據工件的焊接要求自動生成焊接路徑、焊槍姿態和焊接參數，并在某火箭發動機部件上得到應用。該技術突破了國際上離線編程系統都是執行級的限制，處于國際先進水平。

在機器人焊接技術的傳統優勢基礎上，實驗室提出了機器人焊接柔性加工單元的新概念，把九自由度弧焊機器人系統、高精度焊接電源系統、激光掃描跟蹤系統、熔透控制系統和任務級的離線編程與仿真系統集成為焊接柔性加工系統。在中央控制計算機的統一調度下，實現具有一定智能的空間焊縫的焊接加工，實現了初步的智能焊接。以這一技術為核心的“機器人焊接空間焊縫質量智能控制技術及其系統研究”項目獲得了國防科工委科技進步獎一等獎。

依托信息化建設，焊接實驗室還在焊接過程質量控制技術方面取得了重要成績。實驗室通過誘發焊接熔池振蕩，根據熔池尺寸和諧振頻率的關系，提取出了熔深信號并進行反饋，第一次實現了熔透實時控制。該項技術可以從正面檢測和提取溶透信號，具有很強的適應能力，能夠進行精確控制。實驗室還成功地提取到清晰的熔池同步正反面圖像，采用系統辨識和神經網絡方法建立了熔池特征參數的對應關系模型，對焊接過程的動態和穩態進行仿真分析。實驗室還在等離子浸沒離子注入與沉積裝置技術方面取得重大進展，成功研制出三代PⅢ裝置。

在“神舟”號飛船成功發射舉國歡慶之時，實驗室成員討論起新的使命：載人航天工程對焊接提出了新課題，實驗室要為中國發展空間焊接技術攻關。近年來，實驗室先后承擔了載人飛船模擬實驗裝置、飛行器返回艙組焊等工程，為載人航天作出了突出貢獻。在“神舟”四號發射時，實驗室鐘國柱教授還應邀在現場觀看了發射盛況，并受到國家領導的親切接見。

1997年以來，實驗室提出了新的產業化戰略，要實現從實驗室到工程項目的轉化，從高新技術到高新技術產品的轉化，既要為重大國防項目提供先進技術，又要直接面向國民經濟主戰場創造財富，以多元化促進高新焊接技術的產業化。實驗室通過與工廠合作，在鋁合金預拉伸板、超長木工刀具焊接及產品開發、鋁合金及其異種材料的新型釬料的生產等產業領域中取得了重大進展。

鋁合金預拉伸板是宇航、航空工業、造船及化學工業等部門的重要材料。過去在生產中由于殘余應力超標，我國的此類產品一直不能出口。東北輕合金有限責任公司找到實驗室，與實驗室達成聯合攻關計劃，采用非線性有限元法模擬拉伸過程，通過X射線衍射法等對板材進行了殘余應力測試，最后解決了這一生產實際問題。該公司采用該項技術已為國家創匯數千萬美元，成為黑龍江省第二創匯大戶。

實驗室積極推進焊接工程的智能化進程，成功研制了20余種焊接工程應用軟件。這些軟件可以進行材料焊接性分析，裂紋敏感性、接頭機械性能及接頭組織和焊接性的預測。這些產品一推入市場就受到了有關企業的好評。已在上海寶鋼集團、上海航天局、哈爾濱鍋爐有限責任公司、大慶油田等大型企業的生產中發揮作用。

2001年年底，一種可代替人工進行高難度管道接口焊接的自動焊接機在實驗室通過鑒定。石油、天然氣輸送管道、鍋爐制造等都需要進行大量的耐高溫、高壓的管道焊接，人工焊接操作極易產生質量隱患。實驗室研制的這種管道全位置自動焊接操作機，焊接全過程由計算機控制，且操作者可通過監視器及時準確地遠距離觀察和控制整個焊接過程。這項成果可結束同類產品從國外進口的歷史，其售價僅是進口產品的三分之一，有著廣闊的市場前景。

在新的形勢下，實驗室抓住大好機遇，進一步加強隊伍的建設，形成團隊優勢，注重科研創新，繼續發揮在國防領域的科研技術優勢，爭取多為國民經濟建設主戰場服務，取得更多和更有影響的成就。