專家信息：

焦向東，男，1962年生，工學(xué)博士，現(xiàn)任北京石油化工學(xué)院教授（二級(jí)），博士生導(dǎo)師，清華大學(xué)機(jī)械工程系工學(xué)學(xué)士、工學(xué)碩士和工學(xué)博士學(xué)位。

曾任北京石油化工學(xué)院副校長，機(jī)械電子工程北京市重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科帶頭人，能源裝備技術(shù)研究院院長，能源工程先進(jìn)連接技術(shù)北京市高校工程研究中心主任，光機(jī)電裝備技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任，海洋工程連接技術(shù)研究中心主任。“水下弧焊機(jī)器人”高層次人才項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。曾任廣東大亞灣核電站任質(zhì)量控制工程師，北京市第11、12屆人大代表。

入選“科技北京”百名領(lǐng)軍人才，“新世紀(jì)百千萬人才工程”北京市級(jí)人選，獲“北京市有突出貢獻(xiàn)的科學(xué)、技術(shù)、管理專家”稱號(hào)，北京市屬高校人才強(qiáng)教深化計(jì)劃高層次人才”、“北京市屬高校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)提升計(jì)劃”，是享受國務(wù)院政府特殊津貼專家，北京市突貢專家，北京市高創(chuàng)計(jì)劃-科技創(chuàng)新與科技創(chuàng)業(yè)領(lǐng)軍人才。

長期致力于焊接自動(dòng)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(huì)副會(huì)長、中國焊接學(xué)會(huì)常務(wù)理事兼機(jī)器人焊接專業(yè)委員會(huì)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。先后主持國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目3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(jí)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(jiǎng)2項(xiàng)，中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步一、二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)、機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)二、三等獎(jiǎng)各1項(xiàng)。入選新世紀(jì)百千萬人才工程市級(jí)人選，獲得北京市突出貢獻(xiàn)專家稱號(hào)，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。

教育及工作經(jīng)歷：

1980年9月至1985年7月，清華大學(xué)機(jī)械工程系，工學(xué)學(xué)士學(xué)位。

1985年9月至1988年7月，清華大學(xué)機(jī)械工程系，工學(xué)碩士學(xué)位。

1991年3月至1994年3月，清華大學(xué)機(jī)械工程系，焊接工藝及設(shè)備博士學(xué)位。

1988年9月至1991年2月，廣東大亞灣核電站工作，任質(zhì)量控制工程師。

1998年8月至1999年2月赴美國羅得島大學(xué)做高級(jí)訪問學(xué)者，從事快速成型技術(shù)、高性能構(gòu)件激光直接成形技術(shù)等研究。

1994年4月起，任教北京石油化工學(xué)院，歷任北京石油化工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院院長、北京石油化工學(xué)院校長助理，現(xiàn)任北京石油化工學(xué)院副校長、學(xué)術(shù)委員會(huì)主任。

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。

1997-2007年，北京市第11、12屆人大代表。

學(xué)術(shù)兼職： 

1、機(jī)械工程學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員。

2、中國焊接協(xié)會(huì)常務(wù)理事兼油田與管道專業(yè)委員會(huì)副主任。

3、中國焊接學(xué)會(huì)理事兼機(jī)器人焊接專業(yè)委員會(huì)副主任。

4、中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)機(jī)器人專業(yè)委員會(huì)委員。

5、中國工程建設(shè)焊接協(xié)會(huì)副會(huì)長。

6、中國造船工程學(xué)會(huì)近海工程學(xué)術(shù)委員會(huì)副主任委員。

7、中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事。

8、中國石化信息學(xué)會(huì)常務(wù)理事。

9、中國高教學(xué)會(huì)高等教育管理研究會(huì)常務(wù)理事。 

10、2005年起兼任北京化工大學(xué)博導(dǎo)。

教學(xué)情況 ：

主講課程：

機(jī)械電子工程本科責(zé)任教授，講授主干專業(yè)課程，為研究生主講《機(jī)械工程領(lǐng)域前沿講座》課程。

培養(yǎng)研究生情況：

先后培養(yǎng)畢業(yè)博士研究生4名(3名已獲得國家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目資助)，在讀4名；培養(yǎng)畢業(yè)碩士研究生20多名，在讀15名。

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)。

教學(xué)成果：

1. 2004年榮獲北京市優(yōu)秀教學(xué)成果獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

科學(xué)研究：

研究方向：

焦向東教授長期致力于焊接自動(dòng)化、水下焊接工藝與設(shè)備和海洋工程連接技術(shù)與裝備的研究工作。

重點(diǎn)研究內(nèi)容和方向

1.科學(xué)創(chuàng)新和科研成果方面

選擇研究基礎(chǔ)雄厚、當(dāng)前國家能源工程建設(shè)迫切需要的水下焊接工藝與設(shè)備、焊接自動(dòng)化與智能化機(jī)器人應(yīng)用、連接新技術(shù)與新型材料連接成型和能源工程檢測與監(jiān)測技術(shù)等4個(gè)研究領(lǐng)域作為重點(diǎn)方向。

（1）面向海洋工程深水開發(fā)的水下焊接技術(shù)研究：基于已有100m水深的研究基礎(chǔ)，進(jìn)一步拓展至1500m水深，使之滿足中國海洋石油在南海海域進(jìn)行油氣開采作業(yè)之迫切需要；

（2）面向核電廠在役設(shè)備維護(hù)的水下焊接技術(shù)研究：已突破焊接技術(shù)，重在研究遙操作機(jī)器人；

（3）面向地鐵盾構(gòu)設(shè)備維修的干式高壓焊接技術(shù)研究：與中鐵隧道集團(tuán)開展載人高壓焊接研究，打破國外在該領(lǐng)域的技術(shù)壟斷，大幅度降低地下工程的施工作業(yè)成本；

（4）面向淺水油氣輸送管線維搶修的濕式水下焊接技術(shù)研究：與中石油管道局合作研究；

（5）面向工程裝備制造業(yè)開展自動(dòng)化焊接專機(jī)和智能化機(jī)器人焊接系統(tǒng)研究：前者需要重點(diǎn)突破電弧傳感、焊縫跟蹤實(shí)用技術(shù)，開發(fā)成功通用控制器；后者擬重點(diǎn)突破機(jī)器視覺、離線編程技術(shù)、機(jī)器人示教。

（6）機(jī)器人在海洋工程中的應(yīng)用研究。

2.戰(zhàn)略性產(chǎn)品培育方面

（1）管道鋪設(shè)焊接工作站

依托國家“十一五”863重大項(xiàng)目“深水海底管道鋪設(shè)技術(shù)”之“深水海管鋪設(shè)焊接工藝及設(shè)備國產(chǎn)化技術(shù)研究”成果，與唐山開元集團(tuán)焊接研究所、海洋石油工程股份有限公司、中國石化工程建設(shè)公司等密切合作，開發(fā)管道鋪設(shè)焊接工作站，擬用于海底管道鋪設(shè)工程或陸上大型油氣管道鋪設(shè)建設(shè)工程之中。

（2）核電廠維修水下弧焊機(jī)器人

依托國防科工委重大項(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)”成果，與國家核電技術(shù)公司等企業(yè)合作或自主開展工程化研究，開發(fā)水下弧焊機(jī)器人，擬用于核電廠水下結(jié)構(gòu)物維修。

（3）水下焊接和水下連接工程機(jī)器人

3.實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

構(gòu)筑能源工程連接技術(shù)工程應(yīng)用領(lǐng)域的先進(jìn)試驗(yàn)條件和基礎(chǔ)設(shè)施，使之具備必要的檢測、分析、測試手段和工藝設(shè)備。完成2000平米專用實(shí)驗(yàn)室的規(guī)劃建設(shè)，重點(diǎn)是1500m水深高壓焊接模擬試驗(yàn)艙、涉水焊接研究水池、全尺寸海洋管道疲勞試驗(yàn)機(jī)、激光水下焊接研究設(shè)備、地鐵盾構(gòu)機(jī)載人高壓干式焊接試驗(yàn)艙等。與國家能源支柱產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)典型企業(yè)和國外知名科研院所合作共建特色實(shí)驗(yàn)室，拓展科技成果轉(zhuǎn)化和社會(huì)服務(wù)渠道。

承擔(dān)科研項(xiàng)目情況：

曾主持承擔(dān)各級(jí)各類科研項(xiàng)目20項(xiàng)，其中包括國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目2項(xiàng)、863計(jì)劃項(xiàng)目4項(xiàng)、國防科工委項(xiàng)目1項(xiàng)，科研經(jīng)費(fèi)2000余萬元。

1. 國家自然科學(xué)基金委員會(huì), 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(duì)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(dòng)水下焊接關(guān)鍵技術(shù)研究，2006—2012。

研究成果：

長期致力于工程建設(shè)焊接機(jī)器人、海洋工程水下作業(yè)技術(shù)與裝備的研究與開發(fā)，形成了無導(dǎo)軌球罐焊接機(jī)器人、海底管道干式高壓焊接維修、深水鋼結(jié)構(gòu)摩擦疊焊技術(shù)與裝備等填補(bǔ)國內(nèi)空白的科研成果。在國內(nèi)外專業(yè)雜志發(fā)表學(xué)術(shù)論文200余篇，申請(qǐng)專利100多項(xiàng)，已獲專利授權(quán)15項(xiàng)，獲北京市科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，其他省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)4項(xiàng)。所領(lǐng)導(dǎo)的海洋工程連接技術(shù)研究中心是中國面向能源工程的水下焊接技術(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、面向深水的水下非弧焊連接技術(shù)與裝備的系列研究工作。

代表性研究成果：

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(shí)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(chǔ)罐建造廣泛使用的BUG-0自動(dòng)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(píng)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(chǔ)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(huì)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(jiǎng)。

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(tái)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?qǐng)?bào)》評(píng)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(dòng)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(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)，以及北京市科學(xué)技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。

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(dòng)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(dòng)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(huì)科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)。

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，F(xiàn)SW）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(tái)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(chǔ)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(dòng)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(dòng)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)。

認(rèn)定成果：

1 盾構(gòu)高壓環(huán)境下動(dòng)火修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)研究 何峰;李小崗;許維青;王百泉;翟志國;程學(xué)武;蘇清貴;焦向東;古艷旗;王穎;張長強(qiáng);周燦豐;李其修;姚杰;彭濤;蔣建敏;賀國生;附曉軍;高輝;楊志永;趙永忠;劉輝;張華 中鐵隧道集團(tuán)有限公司 2013

2 海洋油氣管道維修水下干式高壓焊接技術(shù) 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 北京石油化工學(xué)院 2012

3 盾構(gòu)機(jī)刀盤在隧道內(nèi)高壓環(huán)境下的修復(fù)技術(shù) 何峰;李小崗;許維青;王百泉;王振飛;李其修;周燦豐;翟志國;蘇清貴;焦向東;程學(xué)武;王穎;姚杰;古艷旗;蔣建敏;彭濤;張長強(qiáng);賀國生;附曉軍;高輝;楊志永;趙永忠;劉輝;張華 北京中鐵隧建筑有限公司 2012

4 全位置智能焊接機(jī)器人研究及其應(yīng)用 蔣力培;薛龍;焦向東;張衛(wèi)義;梁亞軍;曹俊芳;鄒勇;趙杰;李明利 北京石油化工學(xué)院 2008

5 核電廠檢修用水下焊接技術(shù) 沈秋平;焦向東;余燕;周燦豐;陳煜;高輝;張俊寶;朱加雷;劉德華;董繼紅 中核東方工程有限責(zé)任公司 2008

6 海洋油氣管道干式高壓環(huán)境焊接技術(shù) 焦向東;房曉明;周燦豐;薛龍;陳家慶;章怡圣 北京石油化工學(xué)院 2006

7 全位置智能焊接機(jī)器人 蔣力培;陳強(qiáng);焦向東;薛龍;李明利;馬宏澤;孫振國;董晉曦 北京石油化工學(xué)院 2004

論文專著：

發(fā)表英文部分期刊論文：

[1]Wang, Kai*; Jiao, Xiangdong; Zhu, Jialei; Shao, Changlei; Li, Congwei.Effect of nitrogen protection on weld metal microstructure and intergranular behavior of S32101 duplex stainless steel 15 m water depth hyperbaric laser underwater welding.Advances in Mechanical Engineering, 2022, 14(1): 16878140211072943.

[2]Li, Congwei; Zhu, Jialei; Cai, Zhihai*; Mei, Le; Jiao, Xiangdong; Du, Xian; Wang, Kai.Microstructure and Corrosion Resistance of Underwater Laser Cladded Duplex Stainless Steel Coating after Underwater Laser Remelting Processing .Materials, 2021, 14(17): 4965.

[3]Kai, Wang; Xiangdong, Jiao*; Jialei, Zhu; Jingyang, Li; Congwei, Li.Research on the effect of weld groove on the quality and stability of laser-MAG hybrid welding in horizontal position .Welding in the World, 2021, 65(9): 1701-1709.

[4]Wang, Kai; Shao, Changlei; Jiao, Xiangdong; Zhu, Jialei*; Cai, Zhihai; Li, Congwei.Investigation on Microstructure and Properties of Duplex Stainless Steel Welds by Underwater Laser Welding with Different Shielding Gas .Materials, 2021, 14(17): 4774.

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[28]焦向東,薛龍,周燦豐,陳家慶,房曉明,章怡圣,潘東民. 海底輸油(氣)管線干式修復(fù)自動(dòng)焊接技術(shù)與裝備[C].  第十一次全國焊接會(huì)議論文集（第2冊(cè)）. 2005:227-230.

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榮譽(yù)獎(jiǎng)勵(lì)：

所獲榮譽(yù)：

1、1998年，榮獲北京高校青年學(xué)科帶頭人稱號(hào)；

2、2004年，榮獲北京市大興區(qū)優(yōu)秀知識(shí)分子；

3、2005年入選北京市拔尖創(chuàng)新人才；

4、2006年，享受國務(wù)院政府特殊津貼專家；

5、2008年，入選北京市教育系統(tǒng)高層次人才；

6、2008年，“新世紀(jì)百千萬人才工程”北京市級(jí)人選；

7、2009年，入選北京市突出貢獻(xiàn)專家；

8、入選“科技北京”百名領(lǐng)軍人才；

9、獲“北京市有突出貢獻(xiàn)的科學(xué)、技術(shù)、管理專家”稱號(hào)；

10、北京市屬高校人才強(qiáng)教深化計(jì)劃高層次人才”；

11 、“北京市屬高校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)提升計(jì)劃”；

12、北京市高創(chuàng)計(jì)劃-科技創(chuàng)新與科技創(chuàng)業(yè)領(lǐng)軍人才。

所獲獎(jiǎng)勵(lì)：

 獲北京市科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步一/二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)、機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)二/三等獎(jiǎng)各1項(xiàng)。

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(huì), 科技進(jìn)步, 省部一等獎(jiǎng), 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(jiǎng), 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(huì)、中國機(jī)械工程學(xué)會(huì), 科技進(jìn)步, 省部二等獎(jiǎng), 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(huì), 科技進(jìn)步, 省部二等獎(jiǎng), 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(huì), 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(jiǎng)，2004（蔣力培，陳強(qiáng)，焦向東，薛龍，李明利）

 

發(fā)明專利：

 

授權(quán)專利：

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[3]劉正文,趙時(shí)遷,羅毅彪,焦向東. 一種金屬3D打印用融熔擠壓噴嘴[P]. CN112658286B,2022-07-19.

[4]朱加雷,王凱,焦向東,李京洋,李叢偉,苗春雨. 一種海底管道激光電弧復(fù)合增材制造維修系統(tǒng)和方法[P]. CN111975204B,2022-07-15.

[5]羅雨,孫騰飛,宮維靜,焦向東,趙飛,何昊,劉湘晨,馮傳智,高萌萌,聶陽. 模塊式自動(dòng)焊接裝置[P]. CN216912756U,2022-07-08.

[6]羅雨,徐學(xué)良,焦向東,劉湘晨,馬國濤,吳俊峰,梁兵,姜春鳳,王帥,張明澤. 模塊式自動(dòng)焊接裝置[P]. CN114505648A,2022-05-17.

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[11]黃松濤,杜斌,李偉,焦向東,陳家慶. 一種基于DC/DC調(diào)壓的高壓變頻矩形交流脈沖原油電脫水電源裝置[P]. CN215344385U,2021-12-28.

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[14]黃松濤,杜斌,李偉,焦向東,陳家慶. 一種基于DC/DC調(diào)壓的高壓變頻矩形交流脈沖原油電脫水電源裝置[P]. CN113179029A,2021-07-27.

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[19]劉正文,金濤斌,牛津,焦向東. 一種金屬3D打印用雙水冷融熔噴嘴[P]. CN112589129A,2021-04-02.

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[31]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[P]. CN106271146B,2019-01-04.

[32]姬宜朋,焦向東,陳家慶,羅雨,周燦豐,顧艷紅,李沛,朱加雷,陳思源. 一種無潛式水下管道遙操作焊接維修設(shè)備及方法[P]. CN108994423A,2018-12-14.

[33]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)[P]. CN104954739B,2018-11-02.

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媒體報(bào)道：

1 北京石油化工學(xué)院海洋工程連接技術(shù)研究中心主任 焦向東教授 中國高等教育 《中國高等教育》 2009年06期

2 智能焊接機(jī)器人完成高難項(xiàng)目 于洋 科技日?qǐng)?bào) 2007-05-10 報(bào)紙

3.北京石油化工學(xué)院焦向東：能源工程焊接技術(shù)的“中國造”《科學(xué)時(shí)報(bào)》 (2011-05-11 A3 人物)

北京石油化工學(xué)院焦向東：能源工程焊接技術(shù)的“中國造”

“天行健，君子以自強(qiáng)不息；地勢(shì)坤，君子以厚德載物”。自1911年建校以來，清華大學(xué)已為中國各個(gè)領(lǐng)域培養(yǎng)了一批又一批頂尖人才，無愧于“清芬挺秀”，為“華夏增輝”。2011年4月，清華大學(xué)迎來建校一百周年慶典。值此慶典之際，分布各地的不少清華優(yōu)秀學(xué)子收到了母校的邀請(qǐng)函。北京石油化工學(xué)院副院長焦向東便是其中之一。

從1980年到1988年，焦向東在清華大學(xué)焊接工藝及設(shè)備專業(yè)先后獲得本科和碩士學(xué)位。此后又在該專業(yè)取得博士學(xué)位，可謂根正苗紅的“清華人”。此次他能夠得到母校青睞，可不僅是因?yàn)樗�純正的“清華血統(tǒng)”，更是因?yàn)樗�在能源工程焊接技術(shù)領(lǐng)域?yàn)樽鎳鴮?shí)現(xiàn)了多項(xiàng)“中國造”！

向“獨(dú)立自主”呼喚！

能源已成社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要?jiǎng)恿χ�一。在我國，自改革開放以來，石油石化、海洋能源、電站等諸多能源相關(guān)行業(yè)，已成為關(guān)系國計(jì)民生的重要行業(yè)。

在這些行業(yè)中，除了能源資源本身無比重要之外，開采和開發(fā)這些能源的諸多重大工程對(duì)于焊接和連接技術(shù)的需求也隨之迅速增加，重要地位日益凸顯出來。然而，與此形成巨大反差的是，我國許多大型工程建設(shè)和關(guān)鍵裝備制造，在很大程度上尚未脫離對(duì)國外技術(shù)的依賴。

對(duì)于這一點(diǎn)，從1980年上清華大學(xué)焊接專業(yè)起就與焊接結(jié)緣的焦向東是再熟悉不過了。1987年，大亞灣核電站動(dòng)工。當(dāng)時(shí)中國并不具備獨(dú)立建設(shè)核電站的技術(shù)，只能交給外國人來建造，我國只需派人前往做好質(zhì)量控制工作。然而現(xiàn)實(shí)卻是，即便是“監(jiān)工”也同樣稀缺。無奈之下，國家只好把目光投向清華大學(xué)。此時(shí)，焦向東已獲得碩士學(xué)位，正準(zhǔn)備繼續(xù)攻讀清華大學(xué)博士學(xué)位。經(jīng)清華大學(xué)推薦，焦向東作為焊接方面的人才被保留學(xué)籍，并被派往支援核電站建設(shè)。

從核電站底部第一塊鋼板鋪設(shè)開始，一直到核設(shè)備的安裝，焦向東見證了核島和常規(guī)島設(shè)備的安裝和焊接施工的整個(gè)過程。而當(dāng)一號(hào)機(jī)組即將發(fā)電，焦向東重返清華，繼續(xù)學(xué)業(yè)。這時(shí)已是1991年了。

三年的核電站建造焊接質(zhì)量控制工程師經(jīng)歷，為焦向東積累了豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，也讓他深刻認(rèn)識(shí)到，類似能源工程這樣的關(guān)系國家戰(zhàn)略的重大工程項(xiàng)目，不能總是依賴于國外技術(shù)，而他自己所鉆研的能源工程焊接技術(shù)，亦是如此，正在迫切呼喚著“自立自強(qiáng)”！

憑著這一認(rèn)識(shí)，多年來，焦向東竭盡全力，致力于特殊工況焊接和連接技術(shù)研究，研發(fā)了一系列創(chuàng)新的自動(dòng)焊接設(shè)備和工藝，在大型結(jié)構(gòu)物建造、水下維修、油氣輸送管線鋪設(shè)等方面打破了國外技術(shù)壟斷，大幅度提升了我國高端焊接設(shè)備研制能力和先進(jìn)焊接工藝開發(fā)能力，極大地提高了我國特殊工況焊接技術(shù)的研究水平。

目前，他已主持或參與完成各級(jí)、各類科研項(xiàng)目20多項(xiàng)，累計(jì)科研經(jīng)費(fèi)近2000萬元。在國內(nèi)外專業(yè)雜志發(fā)表學(xué)術(shù)論文80余篇，已獲專利授權(quán)近40項(xiàng)，獲得省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)兩項(xiàng)，其他科技獎(jiǎng)勵(lì)4項(xiàng)。他所領(lǐng)導(dǎo)的能源工程先進(jìn)連接技術(shù)北京高校工程研究中心是中國面向能源工程的水下焊接技術(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、面向深水的水下非弧焊連接技術(shù)與裝備的系列研究工作。

向“自動(dòng)化”前進(jìn)！

我國石油石化行業(yè)儲(chǔ)罐建造量本來就很大，加之國家石油儲(chǔ)備基地、LNG接收站以及城市燃?xì)鈨?chǔ)罐等的集中建設(shè)，儲(chǔ)罐建造需求進(jìn)一步增加。

然而，傳統(tǒng)的固定式焊接機(jī)器人的應(yīng)用大多局限于結(jié)構(gòu)化環(huán)境中，無法滿足大型儲(chǔ)罐、水電站水輪機(jī)葉片修復(fù)等野外作業(yè)非結(jié)構(gòu)化環(huán)境的要求。為此，需要開發(fā)合適的新型焊接機(jī)器人。

這成了焦向東博士畢業(yè)加盟北京石油化工學(xué)院裝備技術(shù)研究所后的第一個(gè)重大研究目標(biāo)。

“九五”期間，經(jīng)過焦向東等的不懈努力和反復(fù)試驗(yàn)，2000年，具有全部知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“九五”“863”科技成果“全位置智能焊接機(jī)器人”橫空出世！

該機(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。

很快，“全位置智能焊接機(jī)器人”在工程實(shí)踐應(yīng)用中大放異彩：先后在中石化第十建設(shè)公司的球罐焊接工地與試驗(yàn)車間進(jìn)行了現(xiàn)場焊接試驗(yàn)，之后又開展了進(jìn)一步的產(chǎn)業(yè)化工作。“全位置智能焊接機(jī)器人” 成果由科技部組織評(píng)估，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值在1.8億元以上。不久，在科技部的支持下，焊接機(jī)器人公司宣告成立。這也標(biāo)志著他們研制的新型智能焊接機(jī)器人正式走向全面產(chǎn)業(yè)化之路。

“全位置智能焊接機(jī)器人”實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品系列化，不僅在石油石化儲(chǔ)罐建造中發(fā)揮著重要作用，而且在我國大型鋼結(jié)構(gòu)建筑物施工中得以應(yīng)用。2008年北京奧運(yùn)會(huì)，該機(jī)器人成功地應(yīng)用于“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)焊接，取得了重大效果；2010年上海世博會(huì)，“全位置智能焊接機(jī)器人”再度亮相，參與中心主場館工地焊接工作，取得廣泛社會(huì)效益。

向“水下”延伸！

中國版圖，背倚山脈、東臨大海，渤海、黃海、東海、南海，四海相連，環(huán)繞大陸東南部。茫茫海洋之下，儲(chǔ)存著豐富的能源資源。隨著陸上油氣資源日漸減少，人們開始把更多的目光投向海底。“向水下進(jìn)軍”，不僅是世界油氣開采的風(fēng)潮，也是焦向東科學(xué)研究與技術(shù)創(chuàng)新的方向。他從陸上石油管道焊接的自動(dòng)化，逐步轉(zhuǎn)向海上工程的焊接連接技術(shù)的創(chuàng)新。

海洋已經(jīng)成為全球油氣資源重要的接替區(qū)。2010年，中國海洋石油總公司海上油氣年產(chǎn)量首次突破5000萬噸油氣當(dāng)量，建成了“海上大慶”。

然而，我國幾乎每年都有海底管線損壞，修復(fù)工作很大程度上依賴于國外技術(shù)的支持，費(fèi)用動(dòng)輒以1000萬元計(jì)，還要承受不能及時(shí)修復(fù)造成的油田停產(chǎn)損失和海洋污染損失。

這是中國的痛，更是中國科研工作者的痛，亦是焦向東的痛。

于是，焦向東開始“水下”創(chuàng)新之路。從2002年至2006年，他主持完成了國家“十五”“863”重大項(xiàng)目“水下干式管道維修系統(tǒng)”的“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。焦向東等針對(duì)這個(gè)問題，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(tái)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。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(dòng)焊接設(shè)備等幾個(gè)方面取得了創(chuàng)新成果”。坐落于光機(jī)電裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的這套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能夠滿足目前中國淺水海域水下焊接的科研需求。

2009年，他的“水下干式高壓焊接” 課題成果獲得中國石油石化工業(yè)協(xié)會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，以及北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。

目前，我國大批核電站正在建設(shè)之中。但是，先進(jìn)的核電站檢修技術(shù)掌握在西方核電強(qiáng)國手中，成為影響我國核電安全運(yùn)行的技術(shù)短板。

為此，剛剛完成“水下干式高壓焊接”課題的焦向東又開展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”的“核電廠檢修用水下焊接技術(shù)”子課題的研究工作。

歷經(jīng)兩年時(shí)間，焦向東等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)，能夠模擬所需水深工程環(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(dòng)焊接工藝。

為了適應(yīng)反應(yīng)堆壓力容器空間相對(duì)狹窄的限制，該課題不是采用大型水下干式艙，而是采用僅僅包裹焊槍的局部排水氣罩，緊湊的結(jié)構(gòu)適于核電行業(yè)應(yīng)用。專用的水下焊接裝置與正在開展研究的水下操作機(jī)器人緊密結(jié)合，將實(shí)現(xiàn)符合核電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的修復(fù)焊接。

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。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(dòng)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”。2010年，該項(xiàng)目的成果榮獲中國核能行業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。

向“深水”跨越！

為了加快我國海洋油氣產(chǎn)能建設(shè)，中國海油已建成了一大批海上重大裝備，例如2010年順利出塢的3000米深水鋪管起重船“海洋石油201”、 3000米深水半潛式鉆井平臺(tái)“海洋石油981”，為我國進(jìn)軍南海深水奠定了基礎(chǔ)。然而，深水重大裝備的關(guān)鍵技術(shù)仍是一大掣肘。

為了盡快擺脫對(duì)國外的依賴，國家科技部通過“十一五”“863”計(jì)劃重大項(xiàng)目配套的方式，對(duì)深水開發(fā)重大裝備的關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行國產(chǎn)化研發(fā)。焦向東主持完成的“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”，便是其中的項(xiàng)目之一。

海上鋪管與陸上鋪管最大的不同是，鋪管船隊(duì)及其保障的日常運(yùn)行費(fèi)用高達(dá)上百萬元，不僅焊接質(zhì)量有嚴(yán)格的規(guī)定，而且要求很高的焊接生產(chǎn)效率。

目前，該課題成果已在渤海灣成功地進(jìn)行了海試。焦向東通過該課題，首次在國內(nèi)自主研發(fā)了深水海底管道鋪設(shè)自動(dòng)焊接設(shè)備。該設(shè)備采用高效率雙車雙炬窄間隙焊接，緊湊輕巧，適合海上應(yīng)用，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)。

目前，深水油氣資源開采已成為海洋石油工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。2006年完成的“水下干式高壓焊接技術(shù)”成果，采用鎢極氬弧焊接，隨水深壓力增加、電弧穩(wěn)定性降低，只能用于300米水深，不能滿足深水結(jié)構(gòu)物維修的需要。

當(dāng)時(shí)正在研究“核電廠檢修用水下局部干式焊接技術(shù)”的焦向東，為了盡快解決這一問題，在國家“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，同時(shí)在國內(nèi)率先領(lǐng)導(dǎo)開展了摩擦疊焊研究。

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。他率領(lǐng)同事設(shè)計(jì)建造了國內(nèi)第一臺(tái)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(chǔ)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)。目前該技術(shù)正在“十二五”“863”的計(jì)劃下，繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)工程化研究。

從陸上焊接自動(dòng)化，到海上焊接技術(shù)，再到深海焊接技術(shù)，焦向東步步深入，實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)“中國造”。清芬挺秀，華夏增輝。焦向東用厚重的積累，以自己特有的方式，向全世界傳遞著華夏文明自強(qiáng)不息的精神。

來源：《科學(xué)時(shí)報(bào)》 (2011-05-11 A3 人物)