焦向東
焦向東，男，1962年生，博士，教授，博士生導(dǎo)師。1988.10到廣東大亞灣核電站工作，任質(zhì)量控制工程師至1991.2；北京市第11、12屆人大代表。2000年11月破格晉升教授。2005年起任北京化工大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及理論學(xué)科博士生導(dǎo)師。
長期致力于焊接自動化、水下焊接工藝與設(shè)備和海洋工程水下作業(yè)技術(shù)與裝備的研究工作。兼任中國工程建設(shè)焊接協(xié)會副會長、中國焊接學(xué)會常務(wù)理事兼機(jī)器人焊接專業(yè)委員會副主任、國家焊接產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟常務(wù)理事、中國焊接協(xié)會設(shè)備分會專家委員會副主任。先后主持國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目4項(xiàng)，國家863計(jì)劃重大項(xiàng)目3項(xiàng)，國家863計(jì)劃專題1項(xiàng)，國防科工委重大項(xiàng)目1項(xiàng)，以及省部級及橫向課題多項(xiàng)。在國內(nèi)外專業(yè)雜志發(fā)表學(xué)術(shù)論文150余篇，已獲專利授權(quán)60項(xiàng)，獲北京市科學(xué)技術(shù)二等獎2項(xiàng)，中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會科技進(jìn)步一、二等獎各1項(xiàng)、機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會科技進(jìn)步獎二、三等獎各1項(xiàng)。入選新世紀(jì)百千萬人才工程市級人選，獲得北京市突出貢獻(xiàn)專家稱號，是北京市高創(chuàng)計(jì)劃領(lǐng)軍人才，科技北京“百名科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才”，享受政府特殊津貼專家。
作為能源工程先進(jìn)連接技術(shù)北京市高校工程中心主任，領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)是中國面向能源工程的焊接機(jī)器人及水下焊接技術(shù)研究的重要力量，正在開展海洋工程連接技術(shù)、水下弧焊技術(shù)與裝備、面向深水的水下作業(yè)技術(shù)與裝備的系列研究工作。
I. 主要研究工作
1. 非結(jié)構(gòu)化環(huán)境全位置智能焊接機(jī)器人
2000年完成的具有全部知識產(chǎn)權(quán)的“九五”863科技成果“全位置智能焊接機(jī)器人”，首次采用CCD光電測控技術(shù)解決了多層多道焊的實(shí)時(shí)跟蹤難題，并采用柔性磁輪式機(jī)構(gòu)解決了焊車無導(dǎo)軌全位置自由行走的難題。與國際上儲罐建造廣泛使用的BUG-0自動焊接機(jī)器人相比，“全位置智能焊接機(jī)器人”不再需要鋪設(shè)導(dǎo)軌，節(jié)約大量輔助時(shí)間。“全位置智能焊接機(jī)器人”成果由科技部組織評估，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值在1.8億以上； “全位置智能焊接機(jī)器人”不僅可以在石油石化儲罐建造中發(fā)揮重要作用，而且在我國大型鋼結(jié)構(gòu)建筑物施工中得以應(yīng)用。該機(jī)器人最為代表性的應(yīng)用包括：2008年北京奧運(yùn)“鳥巢”工地焊接，2010年上海世博會中心主場館工地焊接，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。
無導(dǎo)軌全位置焊接機(jī)器人成果于2004年獲北京市科學(xué)技術(shù)二等獎。
2. 海底管道維修水下干式高壓焊接技術(shù)
2002-2006年，主持完成了國家“十五”863重大項(xiàng)目“水下干式管道維修系統(tǒng)”之“水下干式高壓焊接”子課題。高壓環(huán)境電弧行為與常壓環(huán)境存在重大差異，電弧穩(wěn)定性差。本課題建造了國內(nèi)第一個(gè)大型干式高壓焊接試驗(yàn)裝置，研制了國內(nèi)第一臺遙控操作的海底管道維修焊接機(jī)器人，開發(fā)了國內(nèi)第一套海底管道高壓焊接工藝。2006年11月，海上試驗(yàn)成功，《科技日報(bào)》評論稱“水下干式管道維修系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了‘中國造’”。2007年6月國家科技部組織課題驗(yàn)收，驗(yàn)收意見認(rèn)為“打破了國外公司的技術(shù)壟斷，在高壓焊接工藝技術(shù)與TIG自動焊接設(shè)備等幾個(gè)方面取得了創(chuàng)新成果”。
“水下干式高壓焊接”于2009年獲得中國石油石化工業(yè)協(xié)會科技進(jìn)步一等獎、機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)二等獎，以及北京市科學(xué)技術(shù)發(fā)明二等獎。
3. 電廠檢修用水下局部干式焊接技術(shù)
2006-2008年主持完成了國防科工委重大項(xiàng)目“堆內(nèi)構(gòu)件在役維修技術(shù)研究”之“核電廠檢修用水下焊接技術(shù)”子課題。該課題成功建成了我國第一套核電廠檢修水下焊接實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，能夠模擬30m水深工程環(huán)境，滿足核電廠檢修水下焊接機(jī)理研究和設(shè)備工藝實(shí)驗(yàn)研究的需要，開發(fā)了我國第一套不銹鋼水下自動焊接工藝。 2009年，“核電廠檢修用水下焊接技術(shù)”通過了國家核電技術(shù)公司組織的科技成果鑒定，鑒定意見認(rèn)為：該項(xiàng)目成功建成了我國第一套核電廠檢修水下焊接實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，首次實(shí)現(xiàn)了水下自動焊接，具有新穎性和創(chuàng)造性，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先、國際前沿的技術(shù)水平。中國政府網(wǎng)、人民網(wǎng)等媒體稱“國家核電實(shí)現(xiàn)核電檢修水下焊接技術(shù)研發(fā)重大突破”。
該項(xiàng)目的成果于2010年獲得中國核能行業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)三等獎。
4. 海洋深水結(jié)構(gòu)物修復(fù)摩擦疊焊技術(shù)
2006-2009年，在國家“十一五”863計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、北京市自然科學(xué)基金的支持下，首先在國內(nèi)開展了摩擦疊焊（Friction Stitch Welding，FSW）及其單元成型過程（FHPP）研究。摩擦疊焊的焊接過程不受水深影響，而且在水中直接施焊，不需要大型水下干式艙，因而具有光明的深水應(yīng)用前景。通過研究，設(shè)計(jì)建造了國內(nèi)第一臺水下摩擦疊焊試驗(yàn)裝置，首次在國內(nèi)圍繞摩擦疊焊這種新型材料固相成型技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)深入的理論和實(shí)驗(yàn)研究，為自主解決深海鋼結(jié)構(gòu)裂紋修復(fù)、海底管道在線開孔以及浮式生產(chǎn)儲運(yùn)卸裝系統(tǒng)無進(jìn)塢維修等問題奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
5. 深水海底管道鋪設(shè)自動焊接技術(shù)
2006-2011年主持完成的國家“十一五”863計(jì)劃海洋技術(shù)領(lǐng)域重大項(xiàng)目“深水海底管道鋪設(shè)技術(shù)”子課題“深水海管鋪設(shè)焊接工藝及設(shè)備國產(chǎn)化技術(shù)研究”，在渤海灣成功地進(jìn)行了海試。海上鋪管與陸上鋪管最大的不同是，鋪管船及其輔助配套船只的每天運(yùn)行成本高達(dá)80-100萬元，因此不僅焊接質(zhì)量有嚴(yán)格規(guī)定，而且要求很高的焊接生產(chǎn)效率。該課題首次在國內(nèi)自主研發(fā)了深水海底管道鋪設(shè)自動焊接設(shè)備，該設(shè)備采用高效率雙車雙炬窄間隙焊接，結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧，適合海上應(yīng)用，特別是創(chuàng)造性地采用網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場總線技術(shù)，極大地提高了系統(tǒng)的可靠性和柔性，為實(shí)現(xiàn)海底管道鋪設(shè)計(jì)算機(jī)集成焊接系統(tǒng)打下了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。在完成S型鋪管焊接設(shè)備研制和工藝開發(fā)的同時(shí)，首次在國內(nèi)進(jìn)行了J型鋪管焊接設(shè)備機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真，并深入研究了J型鋪管焊接工藝的特殊性和可行作業(yè)工藝流程。
目前該項(xiàng)成果已拓展輻射至大口徑城市自來水管線的焊接與鋪設(shè)。
II. 獎勵與榮譽(yù)
1. 焦向東(1/15).海底管道維修干式高壓焊接, 中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會, 科技進(jìn)步, 省部一等獎, 2009(焦向東,房曉明,周燦豐, 薛龍,陳家慶,章怡圣,蔣力培,高峰, 呂濤, 王中輝,張衛(wèi)義,高輝,鄧雙城, 楊永勇,馬洪新)
2. 焦向東(1/10); 海底管道干式高壓焊接維修系統(tǒng), 北京市人民政府, 科技進(jìn)步, 省部二等獎, 2011(焦 向東, 房曉明,周燦豐, 薛龍, 陳家慶, 章怡圣, 蔣力培, 高峰, 呂濤, 王忠輝)
3. 焦向東(1/10). 海洋油氣管道維修水下干式高壓焊接技術(shù), 中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會、中國機(jī)械工程學(xué)會, 科技進(jìn)步, 省部二等獎, 2009(焦向東,房曉明, 周燦豐, 薛龍, 陳家慶, 章怡圣, 蔣力培, 高峰,呂濤,王中 輝)
4. 焦向東(2/15).基于ROV的海底油氣管線水下檢測與焊接修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用, 中國商業(yè)聯(lián)合會, 科技 進(jìn)步, 省部二等獎, 2021(高輝, 焦向東,狄冰, 賀海洋, 陳家慶, 李學(xué)成, 姬宜朋, 戴立波, 曾晉, 施炎武, 郭麗峰, 徐亞國, 周燦豐,張洪偉, 陳景皓)
5. 焦向東(2/10).核電廠檢修用水下焊接技術(shù), 中國核能行業(yè)協(xié)會, 科技進(jìn)步, 三等, 2010(沈秋平, 焦向東, 余燕, 周燦豐,陳煜, 顧國興, 高輝, 張俊寶, 朱加雷, 陳志清)
6. 焦向東（3/7）.無導(dǎo)軌全位置球罐焊接機(jī)器人，北京市人民政府，科技進(jìn)步二等獎，2004（蔣力培，陳強(qiáng)，焦向東，薛龍，李明利）
III. 承擔(dān)科研項(xiàng)目
1. 國家自然科學(xué)基金委員會, 面上項(xiàng)目, 52175286, 高壓環(huán)境下TIG焊接制造典型鈦合金構(gòu)件接頭成形機(jī) 理研究, 2022-01-01 至 2025-12-31, 57萬元, 在研
2. 國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目：海洋油氣管道高強(qiáng)管線鋼超音頻脈沖TIG焊電弧行為及適用性，2017-2020；
3. 國家863計(jì)劃重大項(xiàng)目：基于摩擦疊焊的水下結(jié)構(gòu)物修復(fù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究, 2012--2017；
4. 國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目：電源特性對高壓環(huán)境焊接電弧行為的影響規(guī)律與控制策略 ，2012--2014；
5. 國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目：水下鋼結(jié)構(gòu)修復(fù)用摩擦疊焊的連接機(jī)理和特性研究, 2007--2009；
6. 國家863計(jì)劃重大項(xiàng)目：深水海管鋪設(shè)焊接工藝及設(shè)備國產(chǎn)化技術(shù)研究，2006—2010；
7. 國防科工委重大項(xiàng)目：核電廠在役維修局部干法自動水下焊接關(guān)鍵技術(shù)研究，2006—2012。
IV. 代表性學(xué)術(shù)論文
1. 李叢偉,邵長磊,朱加雷,蔡志海,梅樂,焦向東.304不銹鋼局部干法水下激光填絲熔覆層微觀組織及性能[J].焊接學(xué)報(bào),2021,42(08):67-74+101.
2. Wang K , Jiao X , Zhu J , et al. Research on the effect of weld groove on the quality and stability of laser-MAG hybrid welding in horizontal position[J]. Welding in the World, 2021(1).
3. 邵長磊,朱加雷,梅樂,王凱,李叢偉,苗春雨,朱昱穎.S32101雙相不銹鋼激光填絲焊接工藝及焊縫性能研究[J].應(yīng)用激光,2021,41(05):943-947.
4. Wang K,Shao C,Jiao X,Zhu J, et al . Investigation on Microstructure and Properties of Duplex Stainless Steel Welds by Underwater Laser Welding with Different Shielding Gas[J]. Materials, 2021, 14(17):4774.
5. 焦向東, 唐建, 戴波,丁學(xué)鵬. 基于Hilbert-Huang變換的管道超聲檢測信號處理[J]. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào), 2016,50(10):1647-1650.
6. 周燦豐,焦向東,高輝,郭麗峰.深水結(jié)構(gòu)物維修摩擦疊焊設(shè)備研制[J].船海工程,2016,45(2):147-150.
7. 唐建,焦向東, 戴波,丁學(xué)鵬. 長距離輸送管道超聲內(nèi)檢測數(shù)據(jù)的在線壓縮算法[J]. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào), 2016,50(10):1640-1645.
8. 焦向東,周燦豐. 海洋石油工程自動焊技術(shù)的現(xiàn)狀與展望[J]. 焊接,2015,94(12):6-11.
9. 焦向東,周燦豐,高輝,姬宜朋,郭麗峰,劉正文. 管型結(jié)構(gòu)物維修摩擦疊焊設(shè)備研制[J]. 焊接,2015,94(11):8-13.
10. 徐亞國,焦向東,周燦豐,高輝,狄冰. 摩擦螺柱焊水下焊接工藝的初步研究[J]. 熱加工工藝,2015,44(11):190-192.
11. 周燦豐,焦向東,何峰,李小崗,許維青,王百泉,李其修,蔣建敏. 盾構(gòu)刀盤高壓焊接維修工藝研究[J]. 焊接技術(shù),2015,44(9):36-39.
12. 顧艷紅,焦向東,周燦豐,高輝,車俊鐵. 阻礙鋼的攪拌摩擦焊研究進(jìn)展的關(guān)鍵問題[J]. 焊接技術(shù),2015,44(5):1-5.
13. 周燦豐,焦向東,高輝. 磨料水射流技術(shù)及其在水下結(jié)構(gòu)物切割中的應(yīng)用[J]. 焊接,2015,36(5):1-68.
14. 唐建,焦向東,戴波. 改進(jìn)的二次1.5維譜估計(jì)在管道內(nèi)檢測中的應(yīng)用[J]. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào),2015,49(3):406-410.
15. 谷孝滿,焦向東,黃松濤,張永明. 高氣壓環(huán)境下脈沖MIG焊熔滴過渡不穩(wěn)定現(xiàn)象分析[J]. 焊接技術(shù),2015,44(3):9-12.
16. 徐亞國,焦向東,周燦豐,高輝,狄冰. 焊接環(huán)境對摩擦螺柱焊成形質(zhì)量的影響[J]. 焊接技術(shù),2015,44(2):61-64.
17. 徐亞國,焦向東,周燦豐,高輝,狄冰. 旋轉(zhuǎn)速度對摩擦螺柱焊接頭力學(xué)性能的影響[J]. 電焊機(jī),2015,45(2):23-26.
18. 陳智,焦向東,羅雨,韓素新. 基于SYSWELD的預(yù)熱溫度對焊接熱輸入影響的有限元模擬[J]. 熱加工工藝,2014,43(15):164-166.
19. 高輝,焦向東,周燦豐,李冠群. 基于Abaqus的水下摩擦螺柱焊焊接過程仿真[J]. 焊接學(xué)報(bào),2014,35(12):50-54.
20. 朱加雷,焦向東,喬溪,賈存鋒. 激光增強(qiáng)GMAW焊接熔滴過渡控制試驗(yàn)[J]. 焊接學(xué)報(bào),2014,35(8):21-24+29.
21. 高輝,焦向東,周燦豐,李冠群. 網(wǎng)格重劃分技術(shù)在摩擦疊焊仿真中的應(yīng)用[J]. 熱加工工藝,2013,42(11):161-163.
22. 高輝,焦向東,周燦豐,陳家慶. Q235鋼摩擦疊焊單元成形焊接接頭金相組織分析[J]. 焊接技術(shù),2013,42(6):12-14.
23. 焦向東. 能源工程焊接機(jī)器人的智能化技術(shù)[J]. 電焊機(jī),2013,43(5):52-57.
24. 焦向東,朱加雷. 海洋工程水下焊接自動化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及展望[J]. 金屬加工(熱加工),2013(2):24-26.
V. 發(fā)明專利和軟件著作權(quán)
1. 朱加雷,李叢偉,王凱,童佟,寇榮魁,苗春雨.微細(xì)管局部干法水下電弧焊接維修裝置,中華人民共和國發(fā)明專利, ZL202010289597.1, 授權(quán)公告日: 2021.10.29.
2. 馮聰,朱加雷,焦向東,蔡源超,李偉,王凱.一種激光電弧復(fù)合焊空間位置集成調(diào)節(jié)裝置,中華人民共和國發(fā)明專利, ZL201810184453.2, 授權(quán)公告日: 2019.12.20.
3. 王凱,朱加雷,焦向東,王紀(jì)兵,蔡源超.一種激光電弧復(fù)合焊快速調(diào)節(jié)裝置,中華人民共和國發(fā)明專利, ZL201610881413.4,授權(quán)公告日: 2019.01.04.
4. 朱加雷,羅雨,焦向東,王紀(jì)兵.立式微藻反應(yīng)器清洗裝置,中華人民共和國發(fā)明專利, ZL201610237124.0,授權(quán)公告日: 2017.11.21.
5. 石庭深,朱加雷,焦向東,楊寶林,馮艷鵬,王紀(jì)兵,劉子豪,趙陽.一種多角度焊接夾具,中華人民共和國發(fā)明專利, ZL201510617571.4,授權(quán)公告日: 2017.07.04.
6. 朱加雷,馮艷鵬,焦向東,孟慶晨,石庭深,王紀(jì)兵,張乃公,毛文書,高鵬.焊接實(shí)驗(yàn)夾具裝置,中華人民共和國發(fā)明專利, ZL201510614204.9,授權(quán)公告日: 2017.01.25.
7. 石庭深,朱加雷,焦向東,楊寶林,馮艷鵬,王紀(jì)兵,劉子豪,趙陽.一種激光焊激光器調(diào)節(jié)裝置,中華人民共和國發(fā)明專利, ZL201510614227.X.授權(quán)公告日: 2017.03.22.
8. 朱加雷,石庭深,焦向東,馮艷鵬,王紀(jì)兵,李衛(wèi)強(qiáng),馬正住.一種激光電弧復(fù)合焊焊槍調(diào)節(jié)裝置,中華人民共和國發(fā)明專利, ZL201510388722.3.授權(quán)公告日: 2017.04.05.
9. 馬正住,朱加雷,周燦豐,焦向東,李衛(wèi)強(qiáng),賈存鋒,石庭深,王紀(jì)兵,馮艷鵬.一種水下干式高壓環(huán)境下的GMAW熔滴過渡圖像拍攝系統(tǒng),中華人民共和國發(fā)明專利, ZL201510250658.2,授權(quán)公告日: 2018.11.02.
10. 馬正住,朱加雷,周燦豐,焦向東,李衛(wèi)強(qiáng),石庭深,王紀(jì)兵,馮艷鵬,賈存峰,王磊.一種焊接過程多信號采集與焊接平臺運(yùn)動控制系統(tǒng).中華人民共和國發(fā)明專利, ZL201510209326.X,授權(quán)公告日: 2017.04.05.
11. 朱加雷,徐世龍,焦向東,李衛(wèi)強(qiáng),馬正住.一種基于激光跟蹤儀的電弧跟蹤測試系統(tǒng)及方法,中華人民共和國發(fā)明專利, ZL201510058586.1,授權(quán)公告日: 2016.08.17.
12. 朱加雷,馬正住,周燦豐,焦向東,李衛(wèi)強(qiáng),石庭深,王紀(jì)兵,馮艷鵬,賈存鋒.一種激光增強(qiáng)水下GMAW熔滴過渡控制方法,中華人民共和國發(fā)明專利, ZL201410828490.4,授權(quán)公告日: 2017.03.01.
13. 焦向東,周燦豐,朱加雷.局部干式自動焊接排水裝置,中華人民共和國發(fā)明專利, ZL200710079324.9，授權(quán)公告日: 2011.05.11,
14. 焦向東,俞建榮,房曉明,周燦豐,羅建,朱加雷,蒲雨龍.水下高壓焊接供電裝置，中華人民共和國發(fā)明專利, ZL200610112667.6,授權(quán)公告日: 2009,08,12,
15. 焦向東,房曉明,俞建榮,周燦豐,羅建,朱加雷,蒲雨龍,馬洪新,劉春厚.高壓旋流雙層氣體保護(hù)焊槍,中華人民共和國發(fā)明專利,ZL200610067476.2，授權(quán)公告日: 2009.06.17.
VI. 招生信息
招收機(jī)械工程（0802）和控制科學(xué)與工程（0811）學(xué)術(shù)學(xué)位碩士、機(jī)械（0855）專業(yè)學(xué)位碩士（機(jī)械工程領(lǐng)域085501）。誠摯歡迎機(jī)械工程、機(jī)械電子工程、過程裝備與控制工程、材料科學(xué)與工程（焊接）等相關(guān)專業(yè)踏實(shí)認(rèn)真、敢于創(chuàng)新、具備較強(qiáng)實(shí)踐應(yīng)用能力的同學(xué)加入本團(tuán)隊(duì)。
