书城传记中国航空工业人物传·专家篇
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第18章 关桥 焊接专家

关桥(1935.7—),山西襄汾人,焊接专家,中国工程院院士。1952年在北京市汇文中学毕业后,进入北京俄文专修学校留苏预备部学习俄语;1953年在苏联莫斯科包曼高等工学院学习,获工程师称号。1959年回国后,分配到北京航空工艺研究所(现北京航空制造工程研究所);1959年底至1963年在苏联莫斯科包曼高等工学院读研究生,获博士学位。1963年回国后至今在北京航空制造工程研究所工作,历任专业组长、研究室主任、研究员、所科技委副主任等职。1987—1988年应英国皇家学会邀请,在剑桥英国焊接研究所(TWI)从事合作研究。1993年后担任北京航空制造工程研究所“高能束流加工技术”国防科技重点实验室学术委员会第一、第二届主任和北京航空制造工程研究所“航空连接技术”航空科技重点实验室学术委员会第一、第二届主任。曾当选为中国焊接学会理事长,国际焊接学会(IIW)副主席,中国航空工业集团公司科技委基础技术专业组组长,中国工程院机械与运载工程学部主任、主席团成员。1994年当选为中国工程院院士。

关桥是国际著名焊接专家,在焊接力学理论研究领域有重要建树,是“低应力无变形焊接”新技术的发明人。他在焊接应力与变形理论中提出了“内拘束度”概念,丰富了焊接力学学科的内涵,发展了“焊接瞬态热应变高温云纹测试技术”;给出了控制焊接不协调应变的物理数学模型;揭示了主动控制瞬态应力与变形的必要条件和充分条件,突破了板壳焊接变形“不可避免”的传统认识,发明了全截面热拉伸效应和局域热拉伸效应的低应力无变形焊接新技术;在新型号飞行器研制中,解决了影响壳体结构安全与可靠性的焊接变形难题。

关桥长期从事航空制造工程中特种焊接科学研究工作,是我国航空焊接专业学科发展的带头人。50多年来,他在科研和生产第一线负责完成了诸多技术基础研究课题,先后主持并直接指导了一系列开拓性工程应用项目,攻克新材料、新结构设计与制造中的关键难题,填补了多项国内空白,诸如:焊接应力与变形控制理论和方法,焊缝滚压及预变形方法,指导了扩散连接技术与超塑性成形/扩散连接组合工艺技术、空心阴极真空电弧焊接/钎焊技术、搅拌摩擦焊接等项新技术的预先研究与工程应用开发,研制了相应的装备,对航空宇航制造企业进行了技术改造,取得显著的技术经济效益。曾先后获国家发明奖二等奖1项,部级科学技术进步奖一等奖2项、二等奖4项,并拥有2项国家发明专利。

20世纪60年代中期,国外熔化极脉冲氩弧焊新技术刚起步,关桥针对我国自行设计的新机种焊接结构,率先主持了“喷气发动机薄壁机匣熔化极脉冲氩弧焊工艺与设备的研究”课题,并把焊缝滚压矫形技术应用于航空结构,为新型喷气发动机研制攻克难关提供了技术保障。同期,又解决了火箭炮CO2气体保护焊技术关键,满足战备急需,为稳定产品批生产质量做出了贡献。

20世纪70年代初,在关桥指导下,研究所开展了扩散焊研究,开辟了航空特种焊接技术的一个重要新领域。在某新型发动机研制中,他主持了“钨极脉冲氩弧焊与悬空焊工艺研究”,解决了材料焊接性差的技术关键,缩短了新机研制周期,并把这项新技术推广应用于有关航空工厂,完成了三机部下达的攻关任务,1978年获全国科学大会奖。

1980年,关桥率先在国内指导研究生开展了“超塑成形/扩散连接组合工艺”的技术基础研究与应用开发,开拓了我国飞行器制造工程中的又一个特种焊接领域的新技术。随后他又多次向航空航天工业部与国防科工委建议并论证了建立国防科技“高能束流加工技术”重点实验室的必要性与紧迫性,于1993年被批准立项,1995年通过验收建成,关桥任学术委员会主任。

1995年,在关桥的倡导下,论证组建“航空特种焊接技术”重点实验室的重要性,并于1998年被上级部门批准成立“航空连接技术”航空科技重点实验室,关桥任学术委员会主任,直接指导特种焊接技术、摩擦焊接技术、超塑性成形∕扩散连接等技术的基础研究与应用开发。

为着眼于航空航天技术的发展,关桥领导课题组开展了具有战略意义的焊接新技术开发:为高性能航空发动机的研制,开拓了蜂窝结构封严环制造与钎焊扩散连接技术新领域;空心阴极真空电弧焊接技术经过“八五”期间的研究,获得成功,已进入工程应用阶段;惯性摩擦焊技术与活性剂焊接已推广应用;线性摩擦焊接更是新型号急需的关键技术,攻关试验研究与装备研制业已展现出可喜的发展前景。

1995年,国际上刚出现搅拌摩擦焊接的报道,关桥和他的同事们一方面抓紧探索试验,另一方面积极疏通国际合作研究渠道,促成了北京航空工艺研究所和英国焊接研究所合作建立了“中国搅拌摩擦焊中心”。2000年,他上书国防科工委,建议采用该技术研制新型大运载火箭,实现了火箭制造技术跨越式发展。如今,这项技术在国内航天、航空、造船、电力、电子、能源、交通车辆制造等领域已广泛推广应用,并在国际前沿占有一席之地;这项技术目前已成为我国大型飞机研制和轨道交通高速列车制造跨越式发展的技术支撑。

关桥长期致力于我国焊接科学技术事业的发展,注重“引导学科发展,繁荣焊接科技”,为国民经济建设服务;在担任中国焊接学会常务理事、副理事长、理事长期间,为提升我国焊接科技水平,组织各种形式的学术交流、技术推广和产品展览活动;多次率团参加国际焊接学会年会和国际专业学术会议,宣读论文,为我国焊接科技走向世界不懈努力。他领导我国焊接学会,团结全国焊接界同行,于1994年在北京成功地举办了国际焊接学会第47届年会,为我国焊接科技走向世界赢得了良好的国际声誉和地位。

关桥还与俄罗斯、乌克兰、德国、法国、英国、日本、美国等各国的大学和焊接研究所进行学术交流,邀请外国专家学者来国内讲学,大力推进了我国特种焊接与高能束流加工技术的发展,如多功能电子束加工技术、电子束物理气相沉积、激光焊接新技术以及高能束流增量制造成形技术的研发等。

他注重人才培养和科研团队的建设。他培养的硕士、博士研究生和青年科技骨干,多已肩负重任,形成了一支年富力强、高素质的专业科研队伍。关桥曾先后在国内外作为第一作者发表专业学术论文80余篇。

关桥在国内国际先后获得多项奖励和荣誉称号,其中主要有:全国科学大会奖、中青年有突出贡献专家、全国先进工作者、航空金奖、航空报国突出贡献奖、光华科技基金奖一等奖、何梁何利基金技术科学奖、中国焊接终身成就奖、国际焊接学会终身成就奖、英国焊接研究所布鲁克奖章、中国机械工程学会科技成就奖、乌克兰功勋勋章等。2000年7月9日,在意大利佛罗伦萨市举行的国际焊接学会第53届年会开幕式上,国际焊接学会主席贝文·布瑞斯韦特亲自把国际焊接学会终身成就奖——“荒田吉明奖”授予中国工程院院士关桥,他成为获得这一国际大奖的第一位中国专家。2010年11月10日,根据乌克兰总统维克托·亚努科维奇签署的命令,乌克兰驻华大使尤里·科斯坚科为关桥院士颁发“乌克兰三级功勋勋章”,以表彰和奖励他为乌克兰与中国科技界的交流与合作所做出的巨大贡献以及在学术上的重要建树。

关桥曾当选为中共十一、十二、十三大代表;第六届全国人大代表;北京市第十届人大代表;第九、第十届全国政协委员。

关桥1994年当选中国工程院院士。