簡(jiǎn)介
關(guān)橋,1935年7月2日生于山西省太原市。父親是從事水利和鐵路工程建設(shè)的知識(shí)分子,母親是小學(xué)教員。父親懷著“技術(shù)救國(guó)”的善良愿望,希望兒子成長(zhǎng)為振興中國(guó)工業(yè)的橋梁工程師,因而取名“橋”!捌咂摺笔伦兒螅毡厩致攒姷蔫F蹄踐踏了山西大地。關(guān)橋隨母親逃到陜西上學(xué),棲居在宜川山區(qū)的窯洞里,生活十分困苦,但懂事的小關(guān)橋聽(tīng)從母親的教導(dǎo),始終堅(jiān)持讀書(shū)。
中華人民共和國(guó)成立后,父親調(diào)到北京工作,舉家遷京。關(guān)橋就讀于北京匯文中學(xué)。學(xué)校的教育與家庭的熏陶,使關(guān)橋逐步懂得了發(fā)展工業(yè)對(duì)一個(gè)國(guó)家是何等的重要。1952年,全國(guó)高校首次統(tǒng)考,關(guān)橋在報(bào)考志愿上鄭重地填上了地質(zhì)、水利、航空等專(zhuān)業(yè)。不久,關(guān)橋意外地接到了一份特殊的錄取通知書(shū),要他到北京俄語(yǔ)專(zhuān)修學(xué)校留蘇預(yù)備部報(bào)到,作為新中國(guó)派往蘇聯(lián)留學(xué)的預(yù)備生。根據(jù)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要,分配他學(xué)習(xí)焊接專(zhuān)業(yè)。從此,關(guān)橋與焊接結(jié)下了不解之緣。
1953年9月,關(guān)橋受?chē)?guó)家派遣,赴蘇聯(lián)莫斯科包曼高等工學(xué)院求學(xué)。先后兩次近10年的留學(xué)生活,留給關(guān)橋的記憶是長(zhǎng)遠(yuǎn)的:那知識(shí)淵博的導(dǎo)師,那風(fēng)華正茂的同學(xué),那刻苦攻讀換來(lái)的全優(yōu)畢業(yè)證書(shū)和副博士學(xué)位答辯……。
然而,最令關(guān)橋難忘的,還是1957年11月17日,毛澤東主席在訪蘇期間,給留蘇學(xué)生發(fā)表了那篇著名的談話(huà):“世界是你們的,也是我們的,但是歸根結(jié)底是你們的。你們青年人朝氣蓬勃,正在興旺時(shí)期,好像早晨八九點(diǎn)鐘的太陽(yáng)。希望寄托在你們身上!
聆聽(tīng)領(lǐng)袖的諄諄教誨,關(guān)橋思緒萬(wàn)千。他想到了出國(guó)前劉少奇、周恩來(lái)同志的講話(huà),想到了1956年10月在中國(guó)共產(chǎn)黨黨旗下宣誓的莊嚴(yán)時(shí)刻……當(dāng)即在筆記本上記下了自己的心聲:“作為紅旗下長(zhǎng)大的青年,為祖國(guó)的強(qiáng)盛奉獻(xiàn)全部光和熱,是我堅(jiān)定不移的選擇與義不容辭的責(zé)任!
學(xué)成回國(guó)后,關(guān)橋就職于北京航空工藝研究所(625所),歷任工程師、高級(jí)工程師、研究員及研究室主任、科學(xué)技術(shù)委員會(huì)副主任等職。并兼任國(guó)防科技高能束流加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)主任,航空連接技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)主任,北京航空航天大學(xué)兼職教授、博士生導(dǎo)師,清華大學(xué)兼職教授。1994年當(dāng)選為中國(guó)工程院院士,現(xiàn)任中國(guó)工程院機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)部主任。曾任中國(guó)焊接學(xué)會(huì)理事長(zhǎng),國(guó)際焊接學(xué)會(huì)(IIW)副主席和學(xué)術(shù)委員會(huì)委員。
他還是中國(guó)共產(chǎn)黨第十一、十二、十三次全國(guó)代表大會(huì)代表,第六屆全國(guó)人大代表,第九屆全國(guó)政協(xié)委員。
2000年7月9日,在意大利佛羅倫薩市舉行的國(guó)際焊接學(xué)會(huì)(International Institute of Welding-IIW)第53屆年會(huì)的開(kāi)幕式上,IIW秘書(shū)長(zhǎng)M.Bramat向大會(huì)介紹了關(guān)橋的突出成就與貢獻(xiàn)。之后,IIW主席Bevan Braithwaite先生親自把國(guó)際焊接學(xué)會(huì)1999年荒田吉明獎(jiǎng)授予關(guān)橋。
荒田吉明獎(jiǎng)是國(guó)際焊接學(xué)會(huì)于1994年通過(guò)決議設(shè)立的,旨在獎(jiǎng)勵(lì)在焊接科學(xué)與技術(shù)及相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究中取得突出成就并被國(guó)際焊接界公認(rèn)為對(duì)焊接工程與有關(guān)學(xué)科的發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)的專(zhuān)家。該項(xiàng)終身成就獎(jiǎng)每年由IIW學(xué)術(shù)委員會(huì)的評(píng)審委員會(huì)從40多個(gè)IIW成員國(guó)提名的候選人中投票選舉出一位成就突出的專(zhuān)家,經(jīng)IIW執(zhí)行委員會(huì)批準(zhǔn)后作為當(dāng)年的惟一獲獎(jiǎng)?wù)。關(guān)橋成為獲得這一國(guó)際大獎(jiǎng)的第一位中國(guó)專(zhuān)家,他又一次為祖國(guó)贏得了榮譽(yù),為航空工業(yè)增光添彩。
40年來(lái),關(guān)橋在我國(guó)焊接科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的諸多重要領(lǐng)域碩果累累。1988年被授予國(guó)家級(jí)“有突出貢獻(xiàn)的中青年專(zhuān)家”,1989 年獲“全國(guó)先進(jìn)工作者”稱(chēng)號(hào),1992年獲航空工業(yè)最高獎(jiǎng)——航空金獎(jiǎng),1996年獲光華科技基金一等獎(jiǎng),1998年獲何梁何利科技獎(jiǎng),先后5次獲部級(jí)科技進(jìn)步一、二等獎(jiǎng)。
簡(jiǎn)歷
1935年7月2日 出生于山西省太原市。
1952-1953年 在北京俄語(yǔ)專(zhuān)修學(xué)校留蘇預(yù)備部學(xué)習(xí)俄語(yǔ)。
1953-1959年 在莫斯科包曼高等工學(xué)院機(jī)械工程系焊接專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí),畢業(yè)后獲工程師稱(chēng)號(hào)。
1959年 在第二機(jī)械工業(yè)部四局第九研究所從事焊接研究工作。
1959-1963年 在莫斯科包曼高等工學(xué)院焊接專(zhuān)業(yè)研究生攻讀焊接結(jié)構(gòu)學(xué),畢業(yè)后獲技術(shù)科學(xué)副博士學(xué)位。
1963-1987年 在北京航空工藝研究所焊接研究室從事焊接研究工作,任高級(jí)工程師,研究室主任。
1987-1988年 應(yīng)英國(guó)皇家學(xué)會(huì)邀請(qǐng),作為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)對(duì)華研究員在劍橋英國(guó)焊接研究所從事合作研究。
1987年 任北京航空工藝研究所焊接研究室研究員,所科學(xué)技術(shù)委員會(huì)副主任。
科技成就
“低應(yīng)力無(wú)變形焊接”理論的創(chuàng)始人
在航空航天飛行器上,為減輕自身重量,大量采用薄壁焊接結(jié)構(gòu),以提高有效載荷系數(shù)。但是,用熔焊方法制造薄壁承力結(jié)構(gòu)時(shí),由于移動(dòng)熱源(無(wú)論是電弧、等離子弧還是電子束或激光束等)對(duì)金屬構(gòu)件的局部不均勻加熱,在焊接熔池附近會(huì)產(chǎn)生極大的溫度梯度,引起焊接應(yīng)力和變形。在完成焊接后,熱源離去,焊接瞬時(shí)的熱應(yīng)力和變形動(dòng)態(tài)過(guò)程隨即轉(zhuǎn)化為在室溫條件下的焊接殘余狀態(tài)的應(yīng)力和變形。在薄壁焊接結(jié)構(gòu)件上,焊接殘余應(yīng)力和變形的直觀表現(xiàn)形態(tài)多為構(gòu)件的失穩(wěn)翹曲變形。這是在制造航空航天重要承力薄壁焊接構(gòu)件時(shí),造成產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)幾何形狀偏離設(shè)計(jì)技術(shù)要求的主要問(wèn)題,并直接危及飛行器結(jié)構(gòu)的安全和可靠性。因此,控制焊接應(yīng)力和變形的產(chǎn)生、發(fā)展過(guò)程,不但是當(dāng)代焊接力學(xué)研究領(lǐng)域中的前沿課題,而且也決定著在航空航天新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,先進(jìn)的焊接技術(shù)是否能得以合理應(yīng)用的關(guān)鍵所在。
60年代和70年代,關(guān)橋完成了多項(xiàng)飛行器特種焊接新技術(shù)研究和新型號(hào)機(jī)種研制的技術(shù)攻關(guān)任務(wù)。他從大量影響飛行器薄壁焊接結(jié)構(gòu)安全性和可靠性的因素中,提煉出一個(gè)構(gòu)思:必須從理論分析和實(shí)驗(yàn)研究?jī)蓚(gè)方面同時(shí)著手,解決前人未曾攻克的難題——能動(dòng)地、定量地控制焊接應(yīng)力與變形,革除焊后矯形措施,使焊接結(jié)構(gòu)具有低應(yīng)力無(wú)變形的結(jié)構(gòu)完整性,確保飛行器焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。
70年代末,當(dāng)關(guān)橋?yàn)樘剿黠w行器薄壁焊接結(jié)構(gòu)變形控制理論和實(shí)施方案時(shí),曾對(duì)蘇聯(lián)Burak等人用溫度場(chǎng)控制焊接變形的論述進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明,在前人的工作中并沒(méi)有解決薄壁構(gòu)件(尤其是4mm以下的薄件,飛行器構(gòu)件多屬這類(lèi))在焊接過(guò)程中的瞬態(tài)失穩(wěn)問(wèn)題,從而導(dǎo)致給定的溫差拉伸失效,這一點(diǎn)在理論和實(shí)踐中均被忽略。在機(jī)理性分析與實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,關(guān)橋提出了“低應(yīng)力無(wú)變形焊接法”的新構(gòu)思:預(yù)置溫度場(chǎng)只是實(shí)現(xiàn)低應(yīng)力無(wú)變形(Low Stress No Distortion)焊接的必要條件——在焊縫區(qū)有溫差拉伸效應(yīng),它跟隨焊接熱源,并在熔池前后控制著焊接熱應(yīng)變和應(yīng)力的產(chǎn)生和發(fā)展,直至焊后,在室溫條件下達(dá)到殘余狀態(tài);而有效地防止薄壁工件的瞬態(tài)面外失穩(wěn)變形,避免溫差拉伸效應(yīng)減弱和內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)勢(shì)能降低,則是達(dá)到在焊后低應(yīng)力無(wú)變形效果的充分條件。在工程應(yīng)用中,雙支點(diǎn)加壓系統(tǒng)提供了所要求的拘束條件,杜絕了面外瞬態(tài)失穩(wěn)。這樣,在LSND焊接法中,既有必要條件又確保了充分條件,二者相輔相成,實(shí)現(xiàn)了控制薄壁焊接應(yīng)力與變形中的新突破;在完成焊接后,工件保持完全無(wú)變形的狀態(tài),平整如初。
這項(xiàng)新技術(shù)已獲準(zhǔn)中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利,并成功地應(yīng)用于航空航天型號(hào)的生產(chǎn)。用新技術(shù)與工藝裝備對(duì)航空渦噴系列發(fā)動(dòng)機(jī)薄壁機(jī)匣的生產(chǎn)車(chē)間實(shí)施了技術(shù)改造,解決了航空產(chǎn)品生產(chǎn)中長(zhǎng)期存在的關(guān)鍵技術(shù)難題,提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率,實(shí)用效果突出。當(dāng)他了解到航天新重點(diǎn)型號(hào)“長(zhǎng)征三號(hào)甲”運(yùn)載火箭燃料貯箱的研制遇到焊接變形的難題時(shí),主動(dòng)請(qǐng)纓,渴望這項(xiàng)新技術(shù)有更大的用武之地。任務(wù)下達(dá)了,技術(shù)協(xié)議書(shū)簽署得十分規(guī)范,條件也相當(dāng)“苛刻”——控制焊接失穩(wěn)變形必須在1u2030以?xún)?nèi)。在3年多的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與工藝研究中,關(guān)橋領(lǐng)導(dǎo)的課題組與“長(zhǎng)征三號(hào)甲”研制攻關(guān)組通力合作,把無(wú)變形焊接新技術(shù)又成功地應(yīng)用于航天運(yùn)載火箭薄殼結(jié)構(gòu)的制造上,解決了型號(hào)研制中的燃眉之急,提高了火箭箭體的整體質(zhì)量與可靠性。1995年獲國(guó)家發(fā)明二等獎(jiǎng)。
關(guān)橋把由預(yù)置溫度場(chǎng)控制的低應(yīng)力無(wú)變形焊接法定義為“靜態(tài)控制”焊接不協(xié)調(diào)應(yīng)變的方法;為了滿(mǎn)足在工程應(yīng)用中焊接操作的需要,他又向更高的層次攀登一一從“靜態(tài)控制”推向“動(dòng)態(tài)控制”,不再依賴(lài)于預(yù)置溫度場(chǎng),而是采用“熱源—熱沉多源系統(tǒng)”,直接在焊接熱源所形成的溫度場(chǎng)中利用跟隨熱源移動(dòng)的急冷熱沉形成溫差拉伸效應(yīng)來(lái)動(dòng)態(tài)控制焊接過(guò)程中的不協(xié)調(diào)應(yīng)變量。這樣,在工程實(shí)踐中,可賦予這項(xiàng)技術(shù)以更大的柔性,降低設(shè)備投資,簡(jiǎn)化工藝,擴(kuò)大應(yīng)用面。關(guān)橋作為第一發(fā)明人,這項(xiàng)成果又獲國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利權(quán)。
中國(guó)航空焊接工程領(lǐng)域的學(xué)科帶頭人
60年代中期,當(dāng)國(guó)外熔化極脈沖氬弧焊新技術(shù)剛開(kāi)始起步的時(shí)候,關(guān)橋就針對(duì)我國(guó)自行設(shè)計(jì)的新機(jī)種焊接結(jié)構(gòu),率先主持了“噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)薄壁機(jī)匣熔化極脈沖氬弧焊工藝與設(shè)備的研究”課題,并把焊縫滾壓技術(shù)應(yīng)用于航空結(jié)構(gòu),為新型噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)研制攻克難關(guān)提供了技術(shù)保障,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。同期,又為解決火箭炮CO2氣體保護(hù)焊技術(shù)關(guān)鍵,滿(mǎn)足戰(zhàn)備急需,穩(wěn)定批生產(chǎn)質(zhì)量做出了貢獻(xiàn)。
70年代初,他指導(dǎo)開(kāi)展了擴(kuò)散焊研究,開(kāi)辟了航空特種焊接技術(shù)的一個(gè)重要新領(lǐng)域。在新型發(fā)動(dòng)機(jī)研制中,主持了“鎢極脈沖氬弧焊與懸空焊工藝研究”,解決了材料焊接性差的技術(shù)關(guān)鍵,縮短了新機(jī)研制周期,并把這項(xiàng)新技術(shù)推廣應(yīng)用于有關(guān)航空工廠,完成了航空部下達(dá)的攻關(guān)任務(wù)。1978年獲全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)。
作為我國(guó)航空焊接領(lǐng)域的學(xué)科帶頭人,關(guān)橋總是把目光瞄準(zhǔn)國(guó)際科技前沿的發(fā)展水平。1980年,他考察了美國(guó)航空航天焊接技術(shù)的新發(fā)展之后,率先在國(guó)內(nèi)指導(dǎo)了“超塑成形/擴(kuò)散連接組合工藝”的應(yīng)用研究與技術(shù)開(kāi)發(fā),開(kāi)拓了我國(guó)飛行器制造工程中的又一個(gè)特種焊接新技術(shù)領(lǐng)域。
1990-1993年間,關(guān)橋根據(jù)國(guó)際上高能束流加工技術(shù)呈現(xiàn)出的新趨勢(shì),向航空航天部與國(guó)防科工委建議并論證了建立國(guó)防科技高能束流加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室主要進(jìn)行高能束流(激光束、電子束和等離子體)加工的工藝技術(shù)和加工設(shè)備的研究工作,包括基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究和探索性應(yīng)用研究,能直接為武器裝備新型號(hào)的設(shè)計(jì)與研制提供新的工藝技術(shù)支持。該實(shí)驗(yàn)室于1995年建成并通過(guò)驗(yàn)收,關(guān)橋任學(xué)術(shù)委員會(huì)主任,他正確把握了實(shí)驗(yàn)室的研究方向和課題規(guī)劃,在開(kāi)放課題、學(xué)術(shù)交流及人才培養(yǎng)等方面發(fā)揮了重要的指導(dǎo)作用,保證了實(shí)驗(yàn)室的主要研究領(lǐng)域與國(guó)外同步,在國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。
著眼于航空航天技術(shù)的發(fā)展,關(guān)橋近幾年又領(lǐng)導(dǎo)課題組開(kāi)展具有戰(zhàn)略意義的焊接新技術(shù)。真空電弧焊接技術(shù)經(jīng)過(guò)“八五”期間的研究,獲得成功,已進(jìn)入工程應(yīng)用階段;焊接機(jī)器人、摩擦焊技術(shù)也已推廣應(yīng)用;活性焊劑焊接與攪拌摩擦焊接兩項(xiàng)新技術(shù)的研究已經(jīng)啟動(dòng),實(shí)驗(yàn)結(jié)果業(yè)已展現(xiàn)出可喜的發(fā)展前景。
2016年10月31日,第十一屆中國(guó)航空航天月桂獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮在珠海電視臺(tái)演播大廳隆重舉行,頒獎(jiǎng)典禮的壓軸獎(jiǎng)項(xiàng)終身奉獻(xiàn)獎(jiǎng)被頒予中國(guó)工程院院士,“低應(yīng)力無(wú)變形焊接理論”創(chuàng)始人關(guān)橋。
主要論著
1 關(guān)橋等.薄壁圓筒單道環(huán)形對(duì)接焊縫所引起的殘余應(yīng)力與變形.機(jī)械工程學(xué)報(bào),1979(3-4)
2 Q.Guan, et al. Determination of Welding Heat Source Efficiency by Measuring-calculating Method. The 4th Intern. Symposium of Japan Welding Society, Osaka, 1982
3 關(guān)橋,傅昱華.薄板點(diǎn)加熱應(yīng)力應(yīng)變過(guò)程的數(shù)值分析.機(jī)械工程學(xué)報(bào),1983(2)
4 關(guān)橋.焊接力學(xué)在航空構(gòu)件上的應(yīng)用.航空制造工程,1983(6)
5 關(guān)橋等.焊接瞬態(tài)熱應(yīng)變的云紋測(cè)試.焊接學(xué)報(bào),1986(1)
6 Q.Guan,R.H.Leggatt,K.W.Brown.LSND Welding of ThinWalled Structural Elements.The Welding Institute,Report No.374/1988,Cambridge,UK,July,1988
7 關(guān)橋,郭德倫,李從卿.低應(yīng)力無(wú)變形焊接新技術(shù).焊接學(xué)報(bào),1990(4)
8 Q. Guan , Y. Cao. Verification of FE Program for Welding Thermal Strain-Stress Analysis Using High Temperature Moire Measurement . Welding in the World, 1993,31 (5)
9 Q. Guan, C. X. Zhang, D. L. Guo. Dynamic Control of Welding Distortion by Moving Spot Heat Sink. Welding in the World, 1994,33 (4)
10 Q. GUAN. Low Stress No-Distortion Welding-a new technique for thin materials. Welding in the World, 1994,33(3)
11 關(guān)橋等.航宇薄殼結(jié)構(gòu)低應(yīng)力無(wú)變形焊接技術(shù).中國(guó)焊接,1996,5(1)
12 Q. Guan. A Survey of Development in Welding Stress and Distortion Controlling in Aerospace Manufacturing Engineering in China.Welding in the World, 1999,43(1)
參考資料
[1] 中國(guó)數(shù)字科技館 http://www.cdstm.cn/zhuanlue/persondetails.jsp?personid=164329