点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:科学“新”声丨蒋凡:焊缝织梦,以技术创新点亮星河之路
首页> 光明科普> 图文 > 正文

科学“新”声丨蒋凡:焊缝织梦,以技术创新点亮星河之路

来源:光明网2024-11-15 09:34

  电光火花四溅,充满工业气息的氛围,这是许多人对焊接的第一印象。尽管焊接已成为日常生活中最常见的技术之一,但在航空航天、高铁、大型舰船等领域上,仍有诸多焊接难题待解决。北京工业大学机械与能源工程学院教授蒋凡已经在这一领域研究了十余年,凭借对技术的执着追求和不懈探索,向高精度控形、低损伤控性的焊接质量需求不断迈进。

科学“新”声丨蒋凡:焊缝织梦,以技术创新点亮星河之路

  打怪升级,解决焊接领域难题

  电弧焊是工业生产中应用最广泛的焊接方法,通过放电形成高能量的电弧热源,从而满足不同金属对焊接的热力需求,是区分于古代焊接和近现代焊接的标志性技术。早在20世纪初,电弧焊技术就已经应用于工业生产中。但随着我国航天事业的发展,对航天器的焊接精度和焊缝质量要求的进一步提高,常规的电弧焊技术难以实现。

  “我曾经参与过一个航天器的焊接,是长达12米的焊缝,一次焊接需要10个小时,且焊缝不能检测出气孔,焊后轮廓度每米只能有不超过0.5毫米的误差,然而工业生产中常见的焊接工艺在完成1米焊缝的时候往往会产生5-6厘米的变形,相差约100倍。”蒋凡说道。

科学“新”声丨蒋凡:焊缝织梦,以技术创新点亮星河之路

  变极性等离子弧焊作为电弧焊的进阶技术,满足了航天器对焊缝的高要求,然而这项技术最初却不对中国开放。“上世纪70年代,国外成功在航天器中应用后,我们曾进口过一台设备,但对方却不提供参数,也不提供任何的技术支持。”蒋凡表示,他的导师陈树君及殷树言老先生从20世纪90年代开始钻研这项技术,直到2008年才终于成功攻破电源系统。也正是这一年,他加入团队,在前辈的基础上,继续在电弧输出控制领域前行。

  “我的硕士和博士方向都是做这个方向,印象最深的是2010年时,整整一年我每天在北京卫星制造厂调试焊接工艺,每天坐最早一班地铁去,最晚一班地铁回,最快的时候一个月瘦了20斤。”蒋凡回忆。

  要实现从0到1的突破从来都不是一条平坦大道,技术的突破只是其中一个环节,从实验室真正地走向应用是另一条难以跨越的“死亡谷”。对于学生时代的蒋凡来说,也是他要解决的难题。“可能我们做100次实验成功几次,就可以说突破了某项技术。但在生产中,要无限接近百分百的成功才行。特别是航天器的每个舱体结构都不同,难以批量生产,对不同构件都要单独设计焊接参数。”

  功夫不负有心人,2013年,变极性等离子弧焊全套技术得以突破,目前,这项技术已经成功应用于神舟系列飞船等多个航天项目中,为航天事业的发展作出重要贡献。

科学“新”声丨蒋凡:焊缝织梦,以技术创新点亮星河之路

变极性等离子弧环缝焊接系统焊接天宫一号现场

  展望未来,持续推动技术创新

  “1991年我国进口一台变极性等离子弧焊设备花费了1200万元,随着我们电源技术的突破,外方报价直接降到了600万元,当我们全套技术得以落地交付后,成本降低至300万元,而后通过不断地迭代调整,目前我们一套设备的价格在120万-150万元之间。”蒋凡表示,不仅如此,在使用这项技术之前,生产一个产品仅焊接这道工序就需6-7个月,使用这项技术后,可以压缩至一个月内,生产效率提升6倍左右。

  2015年,这项技术获得国家科技进步二等奖;2018年,我国自主研发的变极性等离子弧焊这项技术与国外同行同台竞争,尽管技术路线完全不同,但却达到了同样的效果;2023年,中国焊接协会认为,我国在等离子弧焊接工艺装备的研发上实现了从跟跑、并跑到领跑的跨越式发展。

科学“新”声丨蒋凡:焊缝织梦,以技术创新点亮星河之路

  尽管已经取得了诸多成就,但蒋凡并没有停下脚步,他深知,在科技日新月异的今天,只有不断创新和进步,才能保持领先地位。

  “现在各种装备越来越大,对焊接质量的要求越来越复杂,怎么在不改变设计方案的情况下完成焊接,并解决制造难题是我们要进一步突破的目标。”在蒋凡看来,技术的发展永无止境,从之前摸着石头过河到如今走到了技术尖端,更需要自我发现问题,想明白未来的技术发展方向,带领行业进入新的阶段。

  谈及青年科技工作者的使命与担当,蒋凡认为,只要国家和行业有需要,就要投入120%的努力去完成任务,难题正因为不好解决,才更需要科研人员投身其中,促进科技的发展。(记者蔡琳)

[ 责编:张梦凡 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 宁夏:社火欢腾闹新春

  • 青海原子城里的“开学第一课”

独家策划

推荐阅读
太空探索技术公司下属企业xAI为该项目另一竞争方,尽管其创始人埃隆·马斯克长期表示反对开发“杀人的新工具”。
2026-03-02 13:02
国家能源局发布的数据显示:截至2025年底,我国可再生能源总装机达到23.4亿千瓦。
2026-03-02 09:57
多国正将AI、物联网与大数据融入现有空气监测体系,追踪大气变化,预警污染风险,为人类在数字时代的每一次呼吸保驾护航。
2026-03-02 09:56
北部湾海域油田无人机系统运营项目正式落地,这是我国海上油田首次实现无人机规模化作业,为海洋能源开发与低空经济融合提供了实践范例。
2026-03-02 09:55
很多人都有过这样的疑问:AI离真正成为“人”,到底还有多远?研究人员表示:有突破,但仍有难以逾越的鸿沟,短期内无法实现“类人完整智能”。
2026-03-02 09:55
人工智能不再只会“死记硬背”了——我国科研团队最新研发出一种新型神经网络,让AI能像人类一样,从看到、听到的信息里自己提炼概念、理解含义,还能互相交流。
2026-03-02 09:53
国家统计局2月28日公布《2025年国民经济和社会发展统计公报》。
2026-02-28 17:21
人们常说“眼见为实”,但如果今天再问一个问题:照片还能算现实的记录吗?答案或许已经不像过去那么简单。
2026-02-28 10:27
国家能源局27日发布的数据显示,目前,全国已有84个绿电直连项目完成审批,新能源总装机规模3259万千瓦。
2026-02-28 10:25
“具身天工3.0”刚刚发布——首届机器人半马赛事冠军正在加紧训练,成绩有望大幅提升;朱雀三号重复使用火箭蓄势待发,计划二季度再次挑战回收复用;小米汽车超级工厂的生产线一片繁忙,累计交付量已突破60万辆……
2026-02-28 10:23
今年以来,水利部指导督促各地抢抓河湖枯水期、施工影响小的窗口期,不断推动国家水网联网、补网、强链。
2026-02-28 10:22
几十年来,关于月球早期磁场是强是弱,科学界一直争论不休。如今,英国牛津大学科学家通过分析阿波罗任务带回的样本,发现月球曾拥有极强磁场,强度甚至一度超过地球磁场。
2026-02-28 10:19
发现分数量子反常霍尔效应和里德堡莫尔激子态,解决超导量子计算难题,攻克国产无液氦稀释制冷机和极高场全超导磁体等关键实验技术……
2026-02-27 09:39
2026年伊始,从美国拉斯维加斯消费电子展(CES)到中国春晚,中国自主研发的人形机器人频频“破圈”,多家中国企业的产品和应用不仅在海外业界引发热议,更是在全球社交媒体平台和国际媒体不断“刷屏”。
2026-02-27 09:36
中国人的“果盘子”里,苹果占据着举足轻重的地位。产业端加速向“数管+机器换人”转型,直播带货、跨境电商等新业态的兴起,也让中国苹果加速走向全球。
2026-02-27 09:35
随着2022年北京冬奥会的成功举办和“带动三亿人参与冰雪运动”目标的实现,中国滑雪装备产业正迎来前所未有的发展机遇。从笨重单调到轻便智能,从依赖进口到本土品牌崛起,滑雪装备的变迁不仅折射出中国冰雪运动的普及,更勾勒出一个新兴消费市场的崛起轨迹。
2026-02-27 09:32
记者从西北大学获悉,该校生命科学学院灵长类行为与进化发育研究团队的研究,揭示了亚洲叶猴物种表型的演化之谜。
2026-02-27 09:30
中国科学院近代物理研究所核结构研究团队与合作者通过高精度实验,明确了一种钼同位素释放其储存能量的关键机制,在原子核能量可控释放研究领域取得重要进展。
2026-02-26 09:46
电感器如同现代电子设备的“心脏”,让电流有序流动、设备稳定工作。
2026-02-26 09:35
“AI保姆”“智能教育助手”等产品,正以前所未有的速度和深度涌入未成年人的世界。不少家长感叹,这位无所不能、无时不在的“数字家教”成了解放自己的好帮手。
2026-02-26 13:44
加载更多