簡介
現代焊接生產技術國家重點實驗室於1989年經國家批准開始籌建，1995年初正式對外開放，同年10月通過國家驗收。1998年5月通過了國家教委組織的評估。王其隆教授任第一任實驗室主任，現任實驗室主任是吳林教授，航空工業總公司工藝研究所關橋院士和哈爾濱工業大學杜善義院士分別擔任學術委員會主任和副主任。 現代焊接生產技術國家重點實驗室依託於哈爾濱工業大學，是我國焊接技術研究和開發的主要基地。主要從事焊接基礎理論和先進焊接技術套用研究。
研究領域
現代焊接生產技術國家重點實驗室（1）高效化焊接及過程智慧型控制 ①機器人焊接及智慧型控制；②高能束流、高效熔焊方法；③攪拌摩擦焊接；④特殊環境下焊接。 （2）焊接結構可靠性與質量評價 ①焊接結構力學、結構變形控制；②焊接缺陷能化識別與診斷。 （3）新材料、異種材料連線及改性 ①新材料、異種材料擴散連線；②電漿浸沒離子注入；③金屬材料焊接性及數值模擬；④超音波焊接、切割。 （4）微連線 ①精密、微結構焊接；②微電子封裝、組裝及可靠性評估。
優勢和特點
實驗室目前承擔國家“十五”預研項目12項，國家“863”項目4項，國家自然科學基金項目4項，正在籌建由國家支持的“空間焊接技術”項目。科研經費總計約3000萬元、建設經費約3000萬元。 實驗室重視人才隊伍的建設，培養了一批中、青年技術骨幹。建立起了老、中、青相結合的學術梯隊，具有博士學位的研究人員已達到80%。 實驗室積極開展國際交流合作，與國外知名的焊接研究機構建立了合作關係；聘請本領域國內外著名學者任本實驗室顧問教授或客座教授，與國外學者聯合培養博士研究生。重點實驗室每年向海內外學者提供與本領域相關的開放課題資助，總計40多項，總經費80萬元。
立足信息化
現代焊接生產技術國家重點實驗室現代焊接生產技術國家重點實驗室於1989年開始籌建，1992年開始引進設備。1995年10月通過國家驗收並正式對外開放，1998年5月進行了第一次教育部評估。作為我國第一個焊接技術國家重點實驗室，實驗室在焊接自動化、焊接機器人、焊接材料分析和傳統焊接技術等領域具有傳統優勢。近年來，實驗室注重立足用信息技術改造焊接這一傳統產業，在高強鋼薄壁殼體自動焊接系統、機器人焊接技術研究、異種材料及複合材料焊接技術研究、空間環境模擬大型真空容器的焊接製造、載人飛船返回艙變形控制與焊接、微電子焊接和封裝技術等項目取得了重大進展。
近年來，脈衝焊熔滴過渡一直是國際焊接界的研究熱點。自1997年以來，現代焊接生產技術國家重點實驗室的“MAG焊熔滴時弧光強度瞬態下降的特徵信號”方向上開展了系列前沿性研究，在熔滴過渡的實時檢測方面取得了世界關注的成果。國內外專家一致認為，該項研究獲得了MAG焊接不同組分譜線強度變化同熔滴行為的關係，特別是發現了MAG焊熔滴過度時弧光強度下降的特徵信息，從理論上揭示了弧光感測焊接行為的機理。這些成果既填補了弧光感測套用基礎理論的空白，也充實了該領域的電弧感測理論，這項成果獲得了美國焊接學會AWS獎。
幾年來，焊接國家重點實驗室一直瞄準智慧型化焊接方向，取得了重大進展。實驗室先後開發了具有完全自主智慧財產權的弧焊機器人系統，該系統具有體系結構及控制算法開放性和擴展性的顯著特點，完成了全開放式九自由度弧焊機器人技術，突破了國外工業機器人的“黑箱”結構以及對用戶的限制，掌握了焊接機器人的核心技術。同時，他們還研製成功了任務級的機器人離線編程及仿真系統。該系統能夠根據工件的焊接要求自動生成焊接路徑、焊槍姿態和焊接參數，並在某火箭發動機部件上得到套用。該技術突破了國際上離線編程系統都是執行級的限制，處於國際先進水平。
在機器人焊接技術的傳統優勢基礎上，實驗室提出了機器人焊接柔性加工單元的新概念，把九自由度弧焊機器人系統、高精度焊接電源系統、雷射掃描跟蹤系統、熔透控制系統和任務級的離線編程與仿真系統集成為焊接柔性加工系統。在中央控制計算機的統一調度下，能夠實現具有一定智慧型的空間焊縫的焊接加工，實現了初步的智慧型焊接。以這一技術為核心的“機器人焊接空間焊縫質量智慧型控制技術及其系統研究”，這個項目獲得了國防科工委科技進步一等獎。
依託信息化建設，焊接實驗室還在焊接過程質量控制技術方面取得了重要成績。實驗室通過誘發焊接熔池振盪，根據熔池尺寸和諧振頻率的關係，提取出了熔深信號並進行反饋，第一次實現了熔透實時控制。該項技術可以從正面檢測和提取溶透信號，有很強的適應能力，能夠進行精確控制。實驗室還成功地提取到清晰的熔池同步正反面圖像，採用系統辨識和神經網路方法建立了熔池特徵參數的對應關係模型，對焊接過程的動態和穩態進行仿真分析。實驗室還在等離子浸沒離子注入與沉積裝置技術方面取得重大進展，成功研製出三代PⅢ裝置。1998年應香港城市大學和美國東北大學要求，實驗室成功地重新設計與改造了美國東北大學製造的PⅢ裝置，已套用於香港城市大學和西南交通大學的科研項目中。西南交通大學專家組測試後，認為該裝置“是亞洲地區最好的PⅢ設備，也是具有國際先進水平的PⅢ設備”。
焊接重點實驗室的“機器人焊接空間焊縫質量智慧型控制技術及其系統研究”研究得到了國家自然科學基金的重點支持，獲得了教育部2001年度高校科技進步一等獎和2002年度國防科技進步一等獎，在焊接機器人的核心技術、集成技術和機器人智慧型焊接的結合方面取得了重要進展。
強化國際化
實驗室主任吳林教授認為，實驗室的發展關鍵在於學術帶頭人的建設和人才梯隊的建設。自1995年以來，實驗室堅持從強化國際化，促進學科帶頭人的發展，依託國際化進程加強實驗室學科建設，逐步實現了實驗室的國際化戰略目標。
自1997年以來，實驗室聯合主辦了國際、國內學術會議8次。實驗室有多位教授主持了國際或國內會議，並在國際或國內會議上作大會報告或特邀報告。實驗室還與國內外知名大學和科研機構逐步建立了長期的學術交流與合作關係，如美國俄亥俄州立大學、肯塔基大學、EWI研究所，日本大阪大學工學部、接合科學研究所，莫斯科國立包曼工業大學，烏克蘭基輔大學、巴頓焊接研究所，有10多位國外知名焊接專家受聘為實驗室的顧問教授。此外，美國華盛頓大學控制與機器人研究中心主任談自忠等海外學者還受邀來校介紹他們的先進成果，自1997年以來先後有50餘人次來實驗室進行了學術交流。
實驗室不但請國際知名專家進來講學，還有計畫地選派中青年骨幹出國進修。1997年以來，有13位中青年骨幹教師到國外進行長期合作研究或訪問進修，在實驗室良好的實驗條件和學術風氣的吸引下，其中有11人已回國並在各個崗位上發揮了重要作用。如方洪淵教授、王青春教授、馮吉才教授、剛鐵教授曾分別作為大阪大學和名古屋大學的客座教授和高級訪問學者出國，目前已成為實驗室的學術帶頭人和實驗室負責人。在重點實驗室評估期間，實驗室良好的國際學術環境給評估專家留下了深刻的印象。
來實驗室讀研究生學位的研究生們也得到了良好的國際學術氛圍薰陶。在抓好實驗室研究生培養體系的同時，實驗室積極向國外派遣研究生或進行聯合培養。從1997年開始，有多名研究生在國外學習過，湧現出了一批高水平的博士、碩士畢業生。李鵬九博士在著名國際刊物《焊接雜誌》上發表的論文被授予美國焊接學會（AWS）優秀論文獎。馬鑫博士在美、日、德等5國共同主辦的國際釺焊會議上發表的論文獲得了大會惟一的優秀論文獎。經過國際化培養的研究生已遍布海內外，1997年以來有9名博士在海外讀博士後或在研究部門工作。
在“神舟”號飛船成功發射舉國歡慶之時，實驗室成員討論起新的使命：載人航天工程對焊接提出了新課題，實驗室要為中國發展空間焊接技術攻關。目前，實驗室正式開始籌建空間焊接實驗室，已與烏克蘭巴頓焊接研究所等國際焊接研究機構建立了合作關係，將就有關研究開展國際合作與交流。學校已投資建成600平方米的專用實驗室，第一期的關鍵設備已簽約並將正式到貨。
產業多元化
現代焊接生產技術國家重點實驗室近年來，焊接實驗室先後承擔了載人飛船模擬實驗裝置、飛行器返回艙組焊等工程，為載人航天作出了突出貢獻。在“神舟”四號發射時，實驗室鍾國柱教授還應邀在現場觀看了發射盛況，並受到江澤民同志的親切接見。
2000年，在多年從事焊接機器人、焊接質量控制、焊接感測以及焊接自動化方面研究成果的基礎上，與哈爾濱焊接研究所強強聯合，以股份制的形式組建成立了“哈爾濱威德焊接自動化系統集成工程有限公司”。2000年12月10日，國家發展計畫委員會計高技[2000]2019號檔案批准該公司為“焊接自動化系統集成高科技產業化示範項目”，項目總投資1.2億元，其中中央、地方財政分別投資1200萬元。僅僅在2002年度，該公司在機器人柔性焊接系統和焊接自動化專用設備方面的產值就達到了1050萬元。
1997年以來，實驗室提出了新的產業化戰略，要實現從實驗室到工程項目的轉化，從高新技術到高新技術產品的轉化，既要為重大國防項目提供先進技術，又要直接面向國民經濟主戰場創造財富，以多元化促進高新焊接技術的產業化。實驗室通過與工廠合作，在鋁合金預拉伸板、超長木工刀具焊接及產品開發、鋁合金及其異種材料的新型釺料的生產等產業領域中取得了重大進展。
鋁合金預拉伸板是宇航、航空工業、造船及化學工業等部門的重要材料。過去在生產中由於殘餘應力超標，我國的此類產品一直不能出口。東北輕合金有限責任公司找到實驗室，與實驗室達成聯合攻關計畫，採用非線性有限元法模擬拉伸過程，通過X射線衍射法等對板材進行了殘餘應力測試，最後解決了這一生產實際問題。該公司採用該項技術已為國家創匯數千萬美元，已成為黑龍江省第二創匯大戶。1998年，這個項目獲得省冶金廳一等獎和黑龍江省科技進步二等獎。
近幾年，實驗室積極推進焊接工程的智慧型化進程，成功地研製了20餘種焊接工程套用軟體。這些軟體可以進行材料焊接性分析，裂紋敏感性、接頭機械性能及接頭組織和焊接性的預測。這些產品一推出市場就受到了有關企業的好評，已在上海寶鋼集團、上海航天局、哈爾濱鍋爐有限責任公司、大慶油田等大型企業的生產中發揮作用。
2001年底，一種可代替人工進行高難度管道接口焊接的自動焊接機在實驗室通過鑑定。石油、天然氣輸送管道、鍋爐製造等都需要進行大量的耐高溫、高壓的管道焊接，人工焊接操作極易產生質量隱患。實驗室研製的這種管道全位置自動焊接操作機，焊接全過程由計算機控制，且操作者可通過監視器及時準確地遠距離觀察和控制整個焊接過程。這項成果可結束同類產品從國外進口的歷史，其售價僅是進口產品的三分之一，有著廣闊的市場前景。
在3月21日結束的焊接重點實驗室國家評估中，專家組副組長朱劍英教授等專家一致認為，焊接重點實驗室定位準確，研究方向正確，特色明顯，面向國際科學前沿，取得的成績突出，特別是面向國防取得了突出成就，在“神舟”號飛船返回艙、“KM6"工程等重大項目中發揮了關鍵作用。面對我國日益發展的製造業格局，實驗室主任吳林教授表示，要抓住大好機遇，進一步加強隊伍的建設，形成團隊優勢，注重科研創新，繼續發揮國防領域科研技術優勢，爭取多為國民經濟建設主戰場服務，力爭取得更多和更有影響的成就
科研成果
在國家“九五”計畫期間，實驗室共承擔科研項目113項。其中國家重點項目3項，國家攀登B計畫1項，國家自然科學基金重點項目1項，國家自然科學基金9項，國家“九五”預研項目6項，國際合作項目5項，其它項目61項，研究經費近1560萬元。在國內外刊物上發表學術論文六百七十餘篇，出版專著10部，獲得省、部級科技進步獎三十餘項。多年來，實驗室取得了多項研究成果和突出進展。例如，大型、厚壁結構焊接質量及其變形控制技術的研究成果，成功地解決了“KM-6”不鏽鋼真空容器、“神州號”飛船大型薄壁鋁合金殼體的焊接製造難題，技術水平達到了國際一流。為我國航天事業做出了巨大貢獻。 實驗室目前承擔國家“十五”預研項目12項，國家“863”項目4項，國家自然科學基金項目4項，正在籌建由國家支持的“空間焊接技術”項目。科研經費總計約3000萬元、建設經費約3000萬元。 實驗室重視人才隊伍的建設，培養了一批中、青年技術骨幹。建立起了老、中、青相結合的學術梯隊，具有博士學位的研究人員已達到80%。 實驗室積極開展國際交流合作，與國外知名的焊接研究機構建立了合作關係；聘請本領域國內外著名學者任本實驗室顧問教授或客座教授，與國外學者聯合培養博士研究生。重點實驗室每年向海內外學者提供與本領域相關的開放課題資助，總計40多項，總經費80萬元。 今後，實驗室將結合本學科的特點，繼續以套用基礎研究為發展主線，突出國防特色，整合現有的研究方向，積極開拓新的研究方向。目前正在建設“空間焊接技術”研究方向，攪拌摩擦焊、高能束流（電子束、雷射束）加工技術研究方向。進一步擴大開放度，在緊緊跟蹤國際先進焊接技術發展前沿的基礎上，加強具有自主智慧財產權技術的研究與開發。
