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张洪涛教授团队:与国家科技需求“焊接”在一起

威海校区有这样一个科研团队,他们从零开始用9年时间攻克了高能束电弧与其他电弧焊接的复合焊技术。这一突破,让船舶焊接效率提高了2到3倍,实现了12毫米厚度船用钢板的单面焊接双面成型,一举摘得国家自然科学奖二等奖。他们就是材料科学与工程学院张洪涛教授团队。


张洪涛(左)和学生一起研究多电弧复合焊接技术(孙大伟/图)


党的二十大报告提出,“以国家战略需求为导向,集聚力量进行原创性引领性科技攻关,坚决打赢关键核心技术攻坚战。”张洪涛说:“立足于国家需求的科学研究才有强大的生命力,技术报国是团队科研的唯一追求,报告里说的话让我择一‘空白领域’开展科研攻关的信心更足了!”眼下,张洪涛团队又原创性地提出热箔超声固相增材制造技术,这项技术在某些工艺方面已超过国外。

2008年,张洪涛博士毕业后留在威海校区任教。他将多电弧复合焊接与固相增材制造技术作为主攻方向,带领团队坚守十几年,取得了一些关键技术成果,某些技术达到了国内领先、国际先进的水平。

焊接与制造业的各个领域都关系密切,大到几十吨的巨轮、小到几克的电子元件都需要焊接。船舶制造领域,电弧复合过程调控技术能实现12毫米船用厚钢板的单面焊、双面成型,作业效率提升2倍以上。还记得2022年北京冬奥会开幕式上的绝美“冰瀑”?这个“冰瀑”的支撑钢结构就是用张洪涛教授团队提出的多电弧复合焊接的。

张洪涛讲到,别看现在我们掌握了这项技术,可在2010年以前这项技术在国内还是空白。2010年我参加第十五届北京·埃森焊接与切割展览会时,一台名为超级电弧复合焊接技术的装备让我眼前一亮,它的工作效率比传统焊接高了2到3倍,且焊缝十分美观,当时就已在多个领域应用。我忍不住上前询问,但展商说,我们只卖装备,不卖技术,别离我们的装备太近。’”

这句话,让张洪涛心情复杂。展会结束后,就开始查找资料。一查才知道,想要突破多电弧复合过程调控的关键核心技术,必须得先造个装备出来。当时欧美国家技术封锁,国内在焊接技术方面的研究偏重于工艺、材料,对装备的研究很少开展。没别的办法,我们只能从零开始。

焊接装备、焊接工艺、焊接过程机理是摆在张洪涛团队面前的“三座大山”。刚开始那几年,没有足够的科研经费,缺什么零件他们就自掏腰包“海淘”。就这样坚持不懈,他们终于用6年时间造出了装备。里面的每颗螺丝钉都是我们拧上的!别看它长得像个机械臂,却有着火眼金睛,船用厚钢板都能轻松焊透。

试验那天,所有人的眼睛都直了,但实际情况是,电弧燃烧极其不稳定,时断时续,无法顺利进行焊接。6年的努力,就这以失败告终张洪涛没有放弃,带着团队开始了新的征程。

他们用3年时间出了答案。随着熔化极空载电压提高3到5伏、磁场强度控制在58毫特,复合电弧稳定燃烧,两个电弧耦合带来的排斥、吸引和丝极分流三大问题被完美解决。

张洪涛说:“人生有几个9年呢?但能填补中国在多电弧复合焊接领域的空白,非常值得!”

党的二十大报告提出,“必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力”。这项技术的研究成功,就是最好的印证。

现在,这项技术已迭代到第三代数字化装备,还捧回了国家自然科学奖二等奖,已在威海多个企业开始应用。上个月,们关于多电弧复合过程调控的项目获批国家自然科学基金企业联合基金重点项目资助。

采访中,张洪涛没有大谈做科研的辛苦、拿到国家自然科学奖的喜悦,说的最多的是感谢。感谢学校、企业的大力支持以及政府部门的贴心服务,他说这些年他不是在幽径独行,而是在方方面面的肯定和认可中勇往直前。

2017年,张洪涛的第二代金属超声波固相增材制造技术与智能装备基本成熟。万丰镁业公司董事长、俄罗斯自然科学院外籍院士朱训明了解后,与他达成“君子协议”,连续5年为他提供足额研发经费,不求回报地支持他研发这一颠覆性、填补国内空白的金属固相增材制造技术。高新区科创局也主动靠前服务,助力申报科技计划项目。这一年,张洪涛被评为市级年度校地合作人才,并纳入资助计划。“1+4+N”创新平台体系之一的山东船舶技术研究院也向他伸出“橄榄枝”,支持他们团队进行超声增材制造技术的研究,为区域船舶产业的创新发展提供技术支撑和服务。

张洪涛回顾自己科研报国的十几年,没惊心动魄,但一路勇毅前行。虽然头上的白发又多了不少,当看到团队里“90后”“00后”已挑起了大梁,大家一起为弥合与国外先进焊接技术间的差距而努力,张洪涛就充满了信心。

我相信,只要这颗心与国家科技需求焊接在一起,我们就会永远年轻!

 

(于淑仪、闵庆波、张玉芹/文)


文章来源:Hi威海客户端
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