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张国栋:另辟蹊径攻克焊接领域“世界性难题”

发布日期:2024/6/13 17:33:18      来源:      作者:
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      在武汉大学动力与机械学院教授、博士生导师张国栋的笔记本扉页,你可以看到这样一句话——“把论文写在祖国大地,写在企业车间里,写在生产线上,做接地气的研究,培养学生成为行业领军人才。”

      这句话,是要求,是鞭策,也是目标。致力于特种焊接技术研究的他,多项科研成果有力促进了中国焊接领域的技术发展与应用。


敢为人先、自主创新

      焊接,对于普通人来说是一个相对陌生的领域。有人形象的将它比作了“钢铁缝纫机”,将一块材料和另一块材料连接起来的过程就是焊接。
      “我的导师华科李志远教授曾说,学工科就要脚踏实地解决现场问题,做材料焊接这种工程技术研究更是一定要走进企业,走进车间,走进生产线,解决生产一线具体的焊接技术问题,焊好一个个具体的工件。”张国栋深情说,李老师的话触动他要用自己的所学所研,为企业为工业为国家解决生产上的难题,激励他经常到一个个企业去调研,为企业解决焊接“疑难杂症”,尤其是恶劣环境下材料的焊接难题。
      不稳定强磁场环境中的在线焊接施工是世界性的难题。虽然国内外有许多克服磁场作用而进行焊接的技术和方法,但所采用的方法局限性很大。譬如在电解铝车间内磁场强度达到数百高斯的不稳定强磁场环境中,做在线焊接几乎是不可能的。
      针对这种现象,张国栋摒弃了现有的弧焊技术,创新性采用复合自蔓延焊接技术进行强磁场下焊接的独特方法,彻底不受磁场影响,焊接工艺安全可控,高效便捷,无污染排放。此前,不稳定强磁场环境的焊接工作只能停电停产或者降电流减产,牺牲生产效益才能完成。现在可以边生产边焊接,实现了经济效益和社会效益同步。该技术不仅应用于全国95%以上的电解铝厂,还走出国门,为马来西亚齐力民都鲁铝业提供焊接技术服务,累计完成近千台电解槽的带电焊接,实现了节能减排,产生了显著的经济和社会效益。
      近20年的科技研究中,张国栋为中国铝业、国家电投、南方电网、中国兵器、东风汽车等各类企业解决类似的现场焊接技术难题80余项,申请国家专利200余项; 其中60多项进行了成果转化和应用,实现经济和生产效益约20多亿元,获得省部级以上科技奖励7项。


服务企业,科技扶贫

      服务地方,是高校的责任和使命。
      为引导优秀中青年人才向基层和艰苦地区柔性流动,在为基层提供人才智力支持的同时,锻炼培养一批高素质人才队伍,湖北省委先后实施博士服务团服务基层、“院士专家企业行”暨“科技副总”服务中小微企业计划。
      积极响应省委组织部、团省委的号召,张国栋曾先后挂职湖北鸿路钢结构有限公司副总经理,潜江市江汉钻具有限公司科技副总,与企业同心协力开展技术创新,攻克难关。
      “深入到企业挂职,让我找到了科技成果转化的试验田。”张国栋说,在他的推动下,湖北鸿路钢结构有限公司与武汉大学联合申报的科研项目“重型钢构窄间隙气保焊智能焊接机械人关键技术研究”成功列入省重大科技创新计划专项,争取到无偿扶持资金200万元。同时,公司获批的8项国家专利,对提升企业科技创新水平和知识产权工作起到了很大的作用。挂职期间,张国栋指导该公司研发部成员编写、整理和完善相关技术资料,顺利通过了高新技术企业的复审工作,为企业创造了显著的经济效益。
      在潜江期间,他带领团队研发了复合长寿命打壳锤头、耐磨焊料、复合金刚石齿等系列新产品。其中,打壳锤头使用寿命由3个月延长到36个月,不需经常拆卸、更换,显著提高铝电解技术水平,实现了节能减排。该系列产品已批量生产,实现销售收入1029万元。
      企校联合,科技副总挂帅,共创双赢,一方面让企业打出完美科技牌,技术与效益齐头并进,另一方面也让专利技术及时落地,实现科技变现。张国栋也先后获得湖北省“博士服务团”工作先进个人、“院士专家企业行”暨“科技副总”服务中小微企业活动先进个人等荣誉。


甘为人梯,言传身教

      作为武汉大学第一届珞珈青年学者、第一届杨奇奖教金获得者,张国栋教授指导硕士和博士生已40多人。
      指导学生工作中,他认真把关,时常督促他们认真学习。学生的学位论文,从选题到开题报告到初稿撰写,每一个环节,他都严格要求,教诲学生要有不怕吃苦、锲而不舍的精神,鼓励学生全面发展。
      他还高度重视学生科研创新能力的培养,告诫学生研究课题要兼顾科学意义和实际应用价值,要从应用型课题中提炼科学问题,从理论型课题中寻找应用价值;鼓励学生不要过多因循导师,可以另辟蹊径,大胆验证。
      在他的精心培养下,在读学生先后获国家奖学金、学术创新奖等奖励20余人次,不少研究生毕业后已成为具有一定影响力的专家,获得湖北省专利奖、成都工匠等荣誉或奖励。
来源:武汉科技报
记者:丁莹

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