重視人才培養(yǎng)，加強合作與交流

現(xiàn)代焊接生產(chǎn)技術(shù)國家重點實驗室的前身是哈爾濱工業(yè)大學(xué)焊接專業(yè)。該專業(yè)始建于1952年，是國內(nèi)第一個焊接專業(yè)。1986年，被評為全國首批重點學(xué)科。1989年，在焊接專業(yè)的基礎(chǔ)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(xiàn)代焊接生產(chǎn)技術(shù)國家重點實驗室是國內(nèi)焊接領(lǐng)域應(yīng)用基礎(chǔ)研究和技術(shù)研發(fā)中心，同時，也是國內(nèi)培養(yǎng)焊接領(lǐng)域高技術(shù)人才的重要基地。實驗室在解決國防工程關(guān)鍵技術(shù)和國民經(jīng)濟建設(shè)方面做出了突出的成績。

自成立以來，實驗室承擔(dān)了多項國家“十五”預(yù)研項目、國家“863”項目、國家自然科學(xué)基金項目、國家支持的“空間焊接技術(shù)”項目?？蒲薪?jīng)費總計約3000萬元，建設(shè)經(jīng)費約3000萬元。實驗室重視人才隊伍的建設(shè)，培養(yǎng)了一批中、青年技術(shù)骨干。建立了老、中、青相結(jié)合的學(xué)術(shù)梯隊，具有博士學(xué)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(gòu)建立了合作關(guān)系；同時，聘請本領(lǐng)域國內(nèi)外的著名學(xué)者任本實驗室顧問教授或客座教授，與國外學(xué)者聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生。實驗室每年向海內(nèi)外學(xué)者提供與本領(lǐng)域相關(guān)的開放課題資助，總計40多項，總經(jīng)費80萬元。

自1995年以來，實驗室堅持強化國際化，促進學(xué)科發(fā)展，依托國際化進程加強實驗室學(xué)科建設(shè)，逐步實現(xiàn)了實驗室國際化戰(zhàn)略目標(biāo)。自1997年以來，實驗室有多位教授主持了國際或國內(nèi)會議，并在國際或國內(nèi)會議上作大會報告或特邀報告。實驗室還與國內(nèi)外知名大學(xué)和科研機構(gòu)逐步建立了長期的學(xué)術(shù)交流與合作關(guān)系，如美國俄亥俄州立大學(xué)、肯塔基大學(xué)、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(xué)控制與機器人研究中心主任談自忠等海外學(xué)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(xué)術(shù)交流。

實驗室不但請國際知名專家來室講學(xué)，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(yǎng)體系的同時，實驗室積極向國外派遣研究生或進行聯(lián)合培養(yǎng)。從1997年開始，有多名研究生在國外學(xué)習(xí)，從而涌現(xiàn)出了一批高水平的博士、碩士畢業(yè)生。

立足國際前沿，積極推動成果產(chǎn)業(yè)化

實驗室接受評估

作為我國第一個焊接技術(shù)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(tǒng)焊接技術(shù)等領(lǐng)域具有傳統(tǒng)優(yōu)勢。實驗室注重立足用信息技術(shù)改造焊接這一傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，在高強鋼薄壁殼體自動焊接系統(tǒng)、機器人焊接技術(shù)研究、異種材料及復(fù)合材料焊接技術(shù)研究、空間環(huán)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(shù)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(tài)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(nèi)外專家一致認為，對“MAG焊熔滴時弧光強度瞬態(tài)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(guān)系，特別是發(fā)現(xiàn)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(yīng)用基礎(chǔ)理論的空白，也充實了該領(lǐng)域的電弧傳感理論。

實驗室一直瞄準(zhǔn)智能化焊接方向，并取得了重大進展。實驗室先后開發(fā)了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的弧焊機器人系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有體系結(jié)構(gòu)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(shù)，突破了國外工業(yè)機器人的“黑箱”結(jié)構(gòu)以及對用戶的限制，掌握了焊接機器人的核心技術(shù)。同時，實驗室還成功研制了任務(wù)級的機器人離線編程及仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠根據(jù)工件的焊接要求自動生成焊接路徑、焊槍姿態(tài)和焊接參數(shù)，并在某火箭發(fā)動機部件上得到應(yīng)用。該技術(shù)突破了國際上離線編程系統(tǒng)都是執(zhí)行級的限制，處于國際先進水平。

在機器人焊接技術(shù)的傳統(tǒng)優(yōu)勢基礎(chǔ)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(tǒng)、高精度焊接電源系統(tǒng)、激光掃描跟蹤系統(tǒng)、熔透控制系統(tǒng)和任務(wù)級的離線編程與仿真系統(tǒng)集成為焊接柔性加工系統(tǒng)。在中央控制計算機的統(tǒng)一調(diào)度下，實現(xiàn)具有一定智能的空間焊縫的焊接加工，實現(xiàn)了初步的智能焊接。以這一技術(shù)為核心的“機器人焊接空間焊縫質(zhì)量智能控制技術(shù)及其系統(tǒng)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(shè)，焊接實驗室還在焊接過程質(zhì)量控制技術(shù)方面取得了重要成績。實驗室通過誘發(fā)焊接熔池振蕩，根據(jù)熔池尺寸和諧振頻率的關(guān)系，提取出了熔深信號并進行反饋，第一次實現(xiàn)了熔透實時控制。該項技術(shù)可以從正面檢測和提取溶透信號，具有很強的適應(yīng)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(tǒng)辨識和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法建立了熔池特征參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系模型，對焊接過程的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)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(shù)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(fā)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(fā)展空間焊接技術(shù)攻關(guān)。近年來，實驗室先后承擔(dān)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(fā)射時，實驗室鐘國柱教授還應(yīng)邀在現(xiàn)場觀看了發(fā)射盛況，并受到國家領(lǐng)導(dǎo)的親切接見。

1997年以來，實驗室提出了新的產(chǎn)業(yè)化戰(zhàn)略，要實現(xiàn)從實驗室到工程項目的轉(zhuǎn)化，從高新技術(shù)到高新技術(shù)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化，既要為重大國防項目提供先進技術(shù)，又要直接面向國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場創(chuàng)造財富，以多元化促進高新焊接技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。實驗室通過與工廠合作，在鋁合金預(yù)拉伸板、超長木工刀具焊接及產(chǎn)品開發(fā)、鋁合金及其異種材料的新型釬料的生產(chǎn)等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中取得了重大進展。

鋁合金預(yù)拉伸板是宇航、航空工業(yè)、造船及化學(xué)工業(yè)等部門的重要材料。過去在生產(chǎn)中由于殘余應(yīng)力超標(biāo)，我國的此類產(chǎn)品一直不能出口。東北輕合金有限責(zé)任公司找到實驗室，與實驗室達成聯(lián)合攻關(guān)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(yīng)力測試，最后解決了這一生產(chǎn)實際問題。該公司采用該項技術(shù)已為國家創(chuàng)匯數(shù)千萬美元，成為黑龍江省第二創(chuàng)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(yīng)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(yù)測。這些產(chǎn)品一推入市場就受到了有關(guān)企業(yè)的好評。已在上海寶鋼集團、上海航天局、哈爾濱鍋爐有限責(zé)任公司、大慶油田等大型企業(yè)的生產(chǎn)中發(fā)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(chǎn)生質(zhì)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(jiān)視器及時準(zhǔn)確地遠距離觀察和控制整個焊接過程。這項成果可結(jié)束同類產(chǎn)品從國外進口的歷史，其售價僅是進口產(chǎn)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(shè)，形成團隊優(yōu)勢，注重科研創(chuàng)新，繼續(xù)發(fā)揮在國防領(lǐng)域的科研技術(shù)優(yōu)勢，爭取多為國民經(jīng)濟建設(shè)主戰(zhàn)場服務(wù)，取得更多和更有影響的成就。