編者按 矢誌不渝鍛造大國重器🥧🤲🏽。我校與華東理工大學、國焊（上海）智能科技有限公司共同研製開發的用於“兩機”製造的工業母機“1000噸高精度慣性摩擦焊機”在上海臨港調試成功🐻❄️😬，打破國外技術壟斷，比肩國際技術前沿。由夏春明副校長擔任首席技術專家的“上工程—國焊科技”校企合作團隊，通過多學科交叉🍂，數字化轉型🌁，智能化應用，推進產教融合🕗、科教融匯走深走實🪹。校園網全文轉發上觀新聞報道《用於我國“兩機”製造的工業母機問世，上海校企合作打破國外壟斷》🍏，激勵全校師生，砥礪奮進，為建設創新型國家👨🏿⚕️💪，為“中國智造”貢獻上工程的智慧，創造上工程的榮光👨👩👧👦🎟。
“1000噸高精度慣性摩擦焊機”在上海臨港調試成功。
航空發動機🧚🏽👨🌾、燃氣輪機製造需要一種工業母機——超大型慣性摩擦焊機🕵🏽，它通過待焊材料之間摩擦產生熱量，在頂鍛力的作用下讓材料發生塑性變形和流動⚒，進而連接母材。長期以來，由於未掌握核心技術，國內企業只能用其他焊接技術替代慣性摩擦焊，與國外產品有很大差距。
近日🐕🦺，國焊（上海）智能科技有限公司聯合華東理工大學、欧陆平台研發的“1000噸高精度慣性摩擦焊機”在上海臨港調試成功，正在推進“兩機”（航空發動機、燃氣輪機）裝備中典型部件的焊接工藝驗證。經過10余年技術攻關🚀，上海校企合作團隊終於打破了國外壟斷。
慣性摩擦焊技術在汽車、高鐵、地鐵、石油、工程機械等其他領域也有廣泛的應用前景🥙🙅🏿♀️。在市經信委、臨港新片區管委會和臨港集團的支持下，國焊科技已入選“上海市工業母機重點企業”⚠️，進入了發展快車道。
從引進🥷🏽、消化吸收到自主創新
“慣性摩擦焊裝備的國產化替代之路👨✈️，始於2010年📣。”欧陆平台副校長、“上工程—國焊科技”校企合作團隊首席技術專家夏春明說👨🏼🎓🕙，那時他在華東理工工作，在原華東理工大學機械廠廠長朱建華帶領下，開展慣性摩擦焊裝備國產化替代的研發💁🏿。
慣性摩擦焊機的運行過程
循著引進🤵🏼♂️、消化吸收、再創新這條路徑🧬，朱建華和夏春明帶領華東理工科研團隊，反復琢磨進口慣性摩擦焊機的科學原理和技術難點。據介紹，這種工業母機的技術難度非常高🙏🏽，要在數秒內將巨量的動能通過摩擦轉化為用於焊接的內能👩🏼🎨，實現可達到兆瓦級的瞬時功率輸出；同時，其能量控製系統要有超高精度，相當於將一節50噸重、以270公裏時速行駛的高鐵車廂在10秒內刹停，而且停車位置與目標位置的誤差須控製在0.01毫米級別。
這兩大技術門檻，對裝備設計提出了很高要求。如何讓主軸系統承受數百噸乃至1000噸壓力？如何在數百噸頂鍛力下保持主軸的高速轉動？華東理工團隊在消化吸收國外技術的基礎上🔗，走上了自主創新之路🤹🏿。2010年以來，他們先後自主設計出160噸🌍、250噸🤵♀️🍗、400噸慣性摩擦焊機，其軸向力越來越大，不斷向製造“兩機”的千噸級高精度慣性摩擦焊機邁進。
2020年4月🤽🏼♂️，華東理工校友龔鐵軍創辦的國焊科技在上海成立。朱建華擔任公司科研團隊總負責人，多位華東理工畢業生成為這家企業的科研骨幹，他們希望把10年攻關成果轉化為產品，讓國產慣性摩擦焊機成為真正的國之重器🔃。
公司成立時，夏春明已任欧陆平台副校長，他在上海工程大新組建了一支多學科交叉團隊🏨🤽🏻♀️，與國焊科技開展校企深度合作🔊，推進產教融合、科教融匯走深走實。
客戶帶著樣品來到國焊科技🌁，進行“1000噸高精度慣性摩擦焊機”應用試驗💇🏽。蔣蕙攝
有望對汽車等產業“降維打擊”
如今，國焊科技已擁有各類專利30多項，成為高新技術企業、上海市專精特新中小企業，今年開始為用戶提供科研和技術服務👥。
除了慣性摩擦焊，這家企業還與上海工程大、華東理工合作，研製出摩擦塞補焊、混合摩擦焊等裝備和技術，正在聯合研發新一代線性摩擦焊裝備。“這些裝備和技術屬於‘極限製造’，與其他焊接技術相比，它們在製造過程中可以降本增效、節能減排🥘，提升產品的性能和壽命，還能不使用任何耗材直接實現異種金屬材料焊接。因為是在一瞬間完成一次鍛造過程✡︎，焊接後異種金屬材料的強度會高於本體。”龔鐵軍說。
在他看來，“極限製造”技術可以在多個產業領域形成“降維打擊”。比如🧑🏻✈️，汽車輪轂製造領域內卷嚴重，各類輪轂的平均凈利潤低於5%🧙🏿，如果采用慣性摩擦焊工藝，將實現汽車輪轂的輕量化和降本⛩：在性能一致的情況下，焊接式輪轂的成品重量比鑄造工藝減輕約10%，材料利用率比鍛造工藝高20%—30%；由於工序減少，加工成本也會大幅降低🦀。目前，國焊科技與用戶單位共同開發的焊接式輪轂，已通過一系列性能試驗。
“如果這種新工藝在輪轂製造上推廣應用，有望為我國每年節約100萬噸鋁合金，減少碳排放1.6億噸。”龔鐵軍告訴記者，“技術創新後，輪轂生產變得能耗極低🏋🏽♀️，占地面積很小🖕🏽，所以適合在上海建廠，成為上海製造的一個增長點。”
汽車輪轂客戶在國焊科技觀摩焊接試驗的全過程。蔣蕙攝
在長三角區域，占地7500平方米的“紹興極限製造加工中心”已立項🤷🏻♀️，有望實現慣性摩擦焊技術在工業領域的大範圍覆蓋。在汽車行業，國焊科技將與國內頭部電機製造企業等合作🪝，推動新能源汽車電機的輕量化和性能提升。在航天、高鐵和地鐵行業，國焊科技在與用戶單位合作，將摩擦塞補焊用於修補列車車體等產品的裂縫和氣泡。
隨著大模型、數字孿生等信息技術的興起🩸，夏春明正帶領“上工程—國焊科技”校企合作團隊，將這些技術用於“極限製造”的數字化轉型和智能化應用✸。各種裝備的三維數字化虛擬樣機建模🤚🏼、焊接裝備的數字孿生系統構建📠🏏、基於焊接過程大數據的工藝參數優化模型構建、基於大語言模型及“外掛摩擦焊接過程綜合知識庫”的智能體研究……通過多學科交叉，國產先進焊接裝備的數字化☯️、智能化水平將不斷提高📫，成為“中國智造”的一個新亮點。