【中國夢·踐行者】28年專注焊接攻克難關(guān) 焊接博士打造"綠色"無人焊接工廠
工學博士、研究員,廣東省焊接技術(shù)研究所(廣東省中烏研究院)副所長(副院長),中國-烏克蘭巴頓焊接研究院中方院長。主持制定行業(yè)標準一項,獲國防科技進步二等獎兩項、航空科技進步一等獎兩項、航空科技進步二等獎三項、中國機械工業(yè)科技進步二等獎一項,獲國家發(fā)明專利多項,在核心刊物上發(fā)表50余篇學術(shù)論文。
感言
在焊接領(lǐng)域很少有新技術(shù)誕生于中國,因為大家往往重視成果轉(zhuǎn)化、關(guān)心如何將成果用于工業(yè)領(lǐng)域。但正是這種‘拿來主義’,使我們‘只知其然不知其所以然’,在實際應用過程中遇到問題常常束手無措。
所以,我們現(xiàn)在需要的是基礎(chǔ)科研人才,在材料連接機理、焊接電弧物理及熔池行為、焊接結(jié)構(gòu)力學等專業(yè)方向,需要開展扎實系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論研究。只有對這些基礎(chǔ)的焊接物理冶金過程有了更深入的認識和解析,才能更好地解決實際工程技術(shù)問題。我想,在我國大部分的工程技術(shù)領(lǐng)域都是如此,這也是國家提出開展‘強基工程’的原因。
大洋網(wǎng)訊 提到焊接,通常浮現(xiàn)在腦海里的是弧光、火花飛濺、伴隨著刺耳噪聲的畫面,以及在高溫下汗流浹背的焊工……
然而,廣東省焊接技術(shù)研究所(廣東省中烏研究院)里的一間實驗廠房,顛覆了人們對焊接的固有印象——這里一塵不染,這里靜悄悄,這里無焊工——高達3米的機器人對鋁合金材料進行焊接,短短幾分鐘便完成“工作任務”,全程無噪音、無飛濺、無輻射。
在這背后,是中國-烏克蘭巴頓焊接研究院中方院長董春林及其帶領(lǐng)的團隊,致力于發(fā)展“綠色焊接”技術(shù),將人工智能與焊接技術(shù)相結(jié)合,與烏克蘭巴頓研究所科研團隊聯(lián)手,開發(fā)國際先進的焊接技術(shù)。
28年專注焊接專業(yè) 多次承接重大攻關(guān)
焊接簡單地說就是將兩個零件連接成一個整體結(jié)構(gòu)的制造技術(shù),被稱為工業(yè)縫紉機,小到制造一枚集成電路芯片、大到建造一艘航空母艦,都離不開焊接。
1990年,董春林考取吉林工業(yè)大學焊接專業(yè),從此與“焊接”結(jié)下不解之緣。本科畢業(yè)后,他又在哈爾濱工業(yè)大學學習深造,獲得了焊接專業(yè)的碩士和博士學位!皬慕佑|這門專業(yè)開始,細細一數(shù),今年已經(jīng)是第28個年頭!倍毫终f。
二十多年來,董春林一直從事先進焊接技術(shù)的工藝、裝備、過程控制及工程化研究。作為課題負責人及主要參研人員,他先后承擔了國家科技支撐計劃重點項目,國防973項目,工信部重大專項,國家自然科學基金重點項目,總裝九五、十五、十一五、十二五預研項目等,在技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化方面重視工藝、試驗及工程應用技術(shù)創(chuàng)新,先后發(fā)明了等離子焊弧光傳感、活性劑等離子焊、塑流摩擦焊等方法,取得了顯著的社會經(jīng)濟效益。
在北京工作期間,董春林帶領(lǐng)技術(shù)團隊,針對我國航空、艦船、航天等領(lǐng)域?qū)嶋H需求,主持國防基礎(chǔ)科研、總裝預研、民機科研等重大項目,開展型號關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和高端焊接裝備研制,為先進攪拌摩擦焊技術(shù)裝備在我國工業(yè)領(lǐng)域推廣應用作出了突出貢獻,榮立中國航空工業(yè)集團公司個人二等功。
焊接過程靜悄悄 打造“無人焊接廠”
2015年9月,董春林調(diào)到廣州工作,得到了廣東省科學院高端人才計劃支持。他利用自己在攪拌摩擦焊領(lǐng)域的科研基礎(chǔ)和技術(shù)積淀,帶領(lǐng)團隊針對現(xiàn)有的攪拌摩擦焊技術(shù)及裝備深入研發(fā),率先在該領(lǐng)域引入智能控制技術(shù),開發(fā)“智能機器人攪拌摩擦焊裝備”,為打造環(huán)保型“無人焊接工廠”提供一體化解決方案。
記者在廣東省技術(shù)焊接研究所的實驗廠房里看到,一個巨大的、高達3米的機器人正在對鋁合金材料進行焊接,短短幾分鐘便完成“工作任務”,焊接過程安靜、無飛濺、無輻射,與大家想象中火花四射、氣味嗆人的焊接工廠場景有天淵之別。
董春林介紹,攪拌摩擦焊是一種綠色環(huán)保的固相焊接技術(shù)。之所以稱為“綠色”,是因為焊接過程無塵、無污染、無噪音;稱為“固相”,是因為其在焊接過程中不需要將材料熔化,通過攪拌工具的高速旋轉(zhuǎn),使連接部位的材料溫度升高發(fā)生塑化,從而獲得致密的焊縫組織。
此外,董春林還帶領(lǐng)科研團隊開展了多項技術(shù)創(chuàng)新研發(fā),如攪拌工具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計及創(chuàng)新型工藝技術(shù)(雙軸肩、靜軸肩、無針攪拌焊等)。董春林告訴記者,開發(fā)一個新型攪拌工具,至少要經(jīng)過2個月工藝試驗,實驗達到上千次。
盡管攪拌摩擦焊技術(shù)經(jīng)歷了20多年的發(fā)展,但攪拌摩擦焊裝備技術(shù)發(fā)展緩慢,通常采用專機設備,實際焊接過程多靠人工手動控制。董春林在國內(nèi)較早地提出了將工業(yè)機器人及人工智能技術(shù)應用于攪拌摩擦焊,并帶領(lǐng)團隊開發(fā)了多臺套機器人攪拌摩擦焊裝備,目前已經(jīng)與國內(nèi)新能源汽車、航天、造船、3C電子等生產(chǎn)企業(yè)合作,聯(lián)合開展技術(shù)應用研究和成果轉(zhuǎn)化。
中烏攜手聯(lián)合攻關(guān) 進軍復合熱源焊接技術(shù)
擁有84年歷史的烏克蘭巴頓焊接研究所在世界焊接科技領(lǐng)域享有盛譽,時至今日,烏克蘭巴頓焊接研究所在焊接基礎(chǔ)理論和應用技術(shù)方面依舊實力雄厚,在真空電子束焊接、閃光焊接、人體組織焊接、金屬材料冶金、表面工程、新材料等領(lǐng)域仍處于世界領(lǐng)先水平。
2011年,中國與烏克蘭兩國宣布建立和發(fā)展戰(zhàn)略伙伴關(guān)系,并簽署“關(guān)于支持共建中國-烏克蘭巴頓焊接研究院的諒解備忘錄”政府間合作協(xié)議。2012年,中國—烏克蘭巴頓焊接研究院(簡稱“中烏研究院”)在廣州正式成立。短短幾年內(nèi),中烏研究院已建成5個具有國內(nèi)一流水平的創(chuàng)新研發(fā)平臺,覆蓋先進材料、高能束流加工、現(xiàn)代表面工程、現(xiàn)代焊接裝備與工藝、生物醫(yī)療領(lǐng)域。
作為中烏研究院的中方院長,除了與烏方院長合作完成中烏研究院的日常管理運行等工作,董春林也組織中烏雙方科研團隊,開展多種創(chuàng)新型復合熱源焊接技術(shù)聯(lián)合攻關(guān)研發(fā),如激光-TIG、等離子-MIG、激光-微束等離子等,目前多項關(guān)鍵技術(shù)在國際上處于領(lǐng)先水平。
此外,董春林也在努力探索國際科技合作創(chuàng)新模式。他說,長期以來我國國際科技合作都以引進國外專家、引進國外技術(shù)、聯(lián)合開展成果轉(zhuǎn)化為主要模式,其實通過國際科技合作,聯(lián)合開展基礎(chǔ)科學研究也非常重要,烏克蘭在焊接及新材料領(lǐng)域的科研基礎(chǔ)非常雄厚,其科研體制也值得我們學習借鑒。