人物簡介:鄧時累,1983年生,福建三明人,中共黨員,大族激光智能裝備集團實驗室副經理。曾獲得2019年國家科技進步二等獎。發明了激光焊接羽煙和小孔、熔池穩定性的調控方法及缺陷抑制技術,先後獲得13項國家專利,攻克了中厚板單道激光焊“要麼不透、一透就漏”的世界級難題,研究成果應用於多項重大工程技術領域核心部件製造,國際上首次實現核反應堆堆芯圍筒、ITER超導線圈容器等大型構件厚板單道激光熔透焊接應用,解決了我國核電領先的關鍵製造問題之一。
激光是20世紀以來,繼原子能、計算機、半導體之後,人類的又一重大發明。作為先進製造業的一個重要組成部分,激光加工技術在提升工業製造技術水平、帶動產業技術升級換代、加快傳統裝備製造工業智能化轉型等方面發揮着重要作用。
大族激光是深圳激光產業的頭部企業之一。這家提供激光加工及自動化系統集成設備的高端製造企業,多類激光設備產銷量全球第一,多項技術國內唯一。
大族激光智能裝備集團的實驗室副經理鄧時累,是企業多項“國內唯一”技術的締造者之一。憑藉十年如一日的堅守和鑽研,他攻克了中厚板單道激光焊“要麼不透、一透就漏”的世界級難題,使我國在世界上率先掌握核電領域厚板單道激光深熔焊接技術,在國內16mm厚以上單道激光深熔焊接領域形成技術優勢和獨佔。
如今,鄧時累的研究成果應用於國內多項重大工程技術領域核心部件製造,其中不乏有核反應堆的堆芯圍筒、大直徑火箭發動機等“國之重器”。
完成全球首次中厚板單道激光焊接
近年來,隨着越來越多的高功率激光器面世,應用需求越來越多,但採用高功率激光進行中厚板單道熔透焊接一直是行業內難以破解的難題。
鄧時累沒想到的是,入職三年後,這樣的難題就成為他必須要戰勝的一項技術挑戰。2011年,大族激光和上海電氣合作,承擔其核反應堆的堆芯圍筒激光焊接工藝技術開發及裝備製造。作為大型核心部件,堆芯圍筒直徑達3.4米,高度達4.5米,焊接厚度為16mm~18mm,焊接後整體變形要小於2毫米。
當時,傳統的單道激光焊只能實現13mm以下的中薄板焊接。 “焊接中厚板需要使用萬瓦級以上的高功率激光,這樣高能量的激光通過鏡片聚焦後形成一個直徑非常小的點,其能量密度極高,會使金屬材料瞬間熔化、氣化,大量的高密度金屬蒸氣和等離子體阻隔下,導致激光無法穿透材料,即焊不透。”鄧時累介紹稱,同時,常規條件下,激光熔透13mm厚度以上鋼材時,由於熔池液態金屬較重,在金屬蒸氣的反作用力和重力的作用下,會導致液態金屬下滴,脱離焊縫,最終雖然焊透了,但是“一透就漏”。
最困難的是,此前整個公司都未曾嘗試過使用如此高功率的激光進行焊接,操作過程中所產生的缺陷現象也從未見過,更不知道如何解決。
這是一場從零開始的探索,但鄧時累沒有退縮。一年多的時間裏,他做了上萬次的實驗,經常在實驗室待上十幾個小時,不斷改進工藝,終於實現中厚板單道激光焊的突破性進展,完成了全球首次18mm厚板的激光單道熔透焊接。這也是國際上首次將高功率激光成功應用於核反應堆堆芯圍筒焊接,解決了我國核電領先的關鍵製造問題之一。
憑藉對核心技術的深入研究和突破性創新,鄧時累成為大族激光高功率焊接領域的“頂樑柱”。在公司,員工們稱鄧時累為“鄧一刀”,因為在大族激光高功率焊接發展的前期,只有鄧時累可以操作萬瓦級以上的高功率激光焊接設備進行“一刀熔透”焊接。而在產業領域,鄧時累牽頭開發的萬瓦級激光焊接工藝項目均實現了產業化應用,在工業製造、生產生活等領域發揮無可取代的作用,助推我國裝備製造業發展闊步向前。
唯積累,致創新
作為一種高質量、高精度、低變形、高效率和高速度的焊接技術,激光焊接機在20世紀
80年代中期,便在歐洲、美國、日本得到了廣泛的關注。但在鄧時累加入大族激光時,公司的高功率焊接事業正在起步時期,而縱觀整個行業,國內的激光產業正處於上升階段,技術人員的儲備、核心技術的開發能力嚴重不足。
與之相對的,是激光焊接的人員流動性大,經驗豐富的“老師傅”十分難得。“有時候會長時間圍着機器轉,在車間氣體、噪音、粉塵等包圍中進行各種調試,既要動手、更要動腦。”鄧時累坦言,工作時間長了,人員流動性較大。
但從進入大族激光開始,鄧時累就始終秉持着堅守的信念,力爭要在激光技術領域突破創新。
在大族激光工作的12年來,鄧時累將研發成果不斷改進升級,發明了激光焊接羽煙和熔池穩定的調控方法及缺陷抑制技術,在 2019 年作為主要完成人之一申報的項目《中厚板及難焊材料激光焊接與複雜曲面曲線激光切割技術及裝備》獲得國家科技進步二等獎。
如今,鄧時累的中厚板單道激光焊技術成果應用於多項國家級重大工程和項目,例如,目前我國最大的國際合作項目——國際熱核聚變實驗反應堆(ITER),大族激光特別研製的20KW機器人激光焊接工作站,實現超導線圈容器大熔深接頭穩定、精確熔透,解決了“癱瘓性延期”的難題;以及與國內首家民營火箭製造商——藍箭航天聯合研發的大直徑火箭發動機夾層噴管激光焊接技術,系國內首創,填補了國內該領域的技術空白。
在鄧時累看來,“任何一件事情的成功都不是偶然的,搞技術的人尤其如此,沒有長時間的日積月累,必定難有突破,堅持積累才能成就事業。”鄧時累稱,爺爺給自己取名“時累”就有“時時積累”的意思,在學習與工作中,家人對他的期待也成為鄧時累一直堅守的信念。
未來,鄧時累希望能成為激光應用的行業專家,開發出更多更好的激光焊接工藝技術,讓激光焊接這一門先進製造方法更好的應用於各行各業,逐步的替代傳統焊接方法,助推產業升級,節能減排,實現真正的綠色製造。“這是一個長期的目標,需要持之以恆。”他説。
致敬詞:一把焊槍,點燃激光焊接的時代夢想;毫釐之間,攻克“要麼不透、一透就漏”的世界級難題,鄧時累,你的指尖,閃耀着中國力量的激情與光芒!
【記者】胡百卉
【作者】 胡百卉