焦向东，男，1962年生，博士，教授，博士生导师。1985年毕业于清华大学机械系焊接专业，获学士学位；1988年毕业于清华大学机械系焊接专业，获硕士学位；1994.4年毕业于清华大学，获焊接工艺及设备博士学位。1988.10到广东大亚湾核电站工作，任质量控制工程师至1991.2；北京市第11、12届人大代表。2000年11月破格晋升教授。1998年至1999年在美国罗德岛大学快速成型研究实验室做高级访问学者。2005年起任北京化工大学机械设计及理论学科博士生导师。

长期致力于焊接自动化、水下焊接工艺与设备和海洋工程水下作业技术与装备的研究工作。兼任中国工程建设焊接协会副会长、中国焊接学会常务理事兼机器人焊接专业委员会副主任、国家焊接产业技术创新联盟常务理事、中国焊接协会设备分会专家委员会副主任。先后主持国家自然科学基金项目4项，国家863计划重大项目3项，国家863计划专题1项，国防科工委重大项目1项，以及省部级及横向课题多项。在国内外专业杂志发表学术论文150余篇，已获专利授权60项，获北京市科学技术二等奖2项，中国石油和化学工业联合会科技进步一、二等奖各1项、机械工业联合会科技进步奖二、三等奖各1项。入选新世纪百千万人才工程市级人选，获得北京市突出贡献专家称号，是北京市高创计划领军人才，科技北京“百名科技创新领军人才”，享受政府特殊津贴专家。

作为能源工程先进连接技术北京市高校工程中心主任，领导的团队是中国面向能源工程的焊接机器人及水下焊接技术研究的重要力量，正在开展海洋工程连接技术、水下弧焊技术与装备、面向深水的水下作业技术与装备的系列研究工作。

I. 主要研究工作

1. 非结构化环境全位置智能焊接机器人

2000年完成的具有全部知识产权的“九五”863科技成果“全位置智能焊接机器人”，首次采用CCD光电测控技术解决了多层多道焊的实时跟踪难题，并采用柔性磁轮式机构解决了焊车无导轨全位置自由行走的难题。与国际上储罐建造广泛使用的BUG-0自动焊接机器人相比，“全位置智能焊接机器人”不再需要铺设导轨，节约大量辅助时间。“全位置智能焊接机器人”成果由科技部组织评估，其经济价值在1.8亿以上； “全位置智能焊接机器人”不仅可以在石油石化储罐建造中发挥重要作用，而且在我国大型钢结构建筑物施工中得以应用。该机器人最为代表性的应用包括：2008年北京奥运“鸟巢”工地焊接，2010年上海世博会中心主场馆工地焊接，填补了国内空白。

无导轨全位置焊接机器人成果于2004年获北京市科学技术二等奖。

2. 海底管道维修水下干式高压焊接技术

2002-2006年，主持完成了国家“十五”863重大项目“水下干式管道维修系统”之“水下干式高压焊接”子课题。高压环境电弧行为与常压环境存在重大差异，电弧稳定性差。本课题建造了国内第一个大型干式高压焊接试验装置，研制了国内第一台遥控操作的海底管道维修焊接机器人，开发了国内第一套海底管道高压焊接工艺。2006年11月，海上试验成功，《科技日报》评论称“水下干式管道维修系统实现了‘中国造’”。2007年6月国家科技部组织课题验收，验收意见认为“打破了国外公司的技术垄断，在高压焊接工艺技术与TIG自动焊接设备等几个方面取得了创新成果”。

“水下干式高压焊接”于2009年获得中国石油石化工业协会科技进步一等奖、机械工业科学技术二等奖，以及北京市科学技术发明二等奖。

3. 电厂检修用水下局部干式焊接技术

2006-2008年主持完成了国防科工委重大项目“堆内构件在役维修技术研究”之“核电厂检修用水下焊接技术”子课题。该课题成功建成了我国第一套核电厂检修水下焊接实验系统，能够模拟30m水深工程环境，满足核电厂检修水下焊接机理研究和设备工艺实验研究的需要，开发了我国第一套不锈钢水下自动焊接工艺。 2009年，“核电厂检修用水下焊接技术”通过了国家核电技术公司组织的科技成果鉴定，鉴定意见认为：该项目成功建成了我国第一套核电厂检修水下焊接实验系统，首次实现了水下自动焊接，具有新颖性和创造性，填补了国内空白，达到了国内领先、国际前沿的技术水平。中国政府网、人民网等媒体称“国家核电实现核电检修水下焊接技术研发重大突破”。

该项目的成果于2010年获得中国核能行业协会科学技术三等奖。

4. 海洋深水结构物修复摩擦叠焊技术

2006-2009年，在国家“十一五”863计划、国家自然科学基金、北京市自然科学基金的支持下，首先在国内开展了摩擦叠焊（Friction Stitch Welding，FSW）及其单元成型过程（FHPP）研究。摩擦叠焊的焊接过程不受水深影响，而且在水中直接施焊，不需要大型水下干式舱，因而具有光明的深水应用前景。通过研究，设计建造了国内第一台水下摩擦叠焊试验装置，首次在国内围绕摩擦叠焊这种新型材料固相成型技术进行了系统深入的理论和实验研究，为自主解决深海钢结构裂纹修复、海底管道在线开孔以及浮式生产储运卸装系统无进坞维修等问题奠定了坚实基础。

5. 深水海底管道铺设自动焊接技术

2006-2011年主持完成的国家“十一五”863计划海洋技术领域重大项目“深水海底管道铺设技术”子课题“深水海管铺设焊接工艺及设备国产化技术研究”，在渤海湾成功地进行了海试。海上铺管与陆上铺管最大的不同是，铺管船及其辅助配套船只的每天运行成本高达80-100万元，因此不仅焊接质量有严格规定，而且要求很高的焊接生产效率。该课题首次在国内自主研发了深水海底管道铺设自动焊接设备，该设备采用高效率双车双炬窄间隙焊接，结构紧凑、轻巧，适合海上应用，特别是创造性地采用网络和现场总线技术，极大地提高了系统的可靠性和柔性，为实现海底管道铺设计算机集成焊接系统打下了坚实的技术基础。在完成S型铺管焊接设备研制和工艺开发的同时，首次在国内进行了J型铺管焊接设备机电系统设计和仿真，并深入研究了J型铺管焊接工艺的特殊性和可行作业工艺流程。

目前该项成果已拓展辐射至大口径城市自来水管线的焊接与铺设。

II. 奖励与荣誉

1. 焦向东(1/15).海底管道维修干式高压焊接, 中国石油和化学工业协会, 科技进步, 省部一等奖, 2009(焦向东,房晓明,周灿丰, 薛龙,陈家庆,章怡圣,蒋力培,高峰, 吕涛, 王中辉,张卫义,高辉,邓双城, 杨永勇,马洪新)

2. 焦向东(1/10); 海底管道干式高压焊接维修系统, 北京市人民政府, 科技进步, 省部二等奖, 2011(焦 向东, 房晓明,周灿丰, 薛龙, 陈家庆, 章怡圣, 蒋力培, 高峰, 吕涛, 王忠辉)

3. 焦向东(1/10). 海洋油气管道维修水下干式高压焊接技术, 中国机械工业联合会、中国机械工程学会, 科技进步, 省部二等奖, 2009(焦向东,房晓明, 周灿丰, 薛龙, 陈家庆, 章怡圣, 蒋力培, 高峰,吕涛,王中 辉)

4. 焦向东(2/15).基于ROV的海底油气管线水下检测与焊接修复关键技术与应用, 中国商业联合会, 科技 进步, 省部二等奖, 2021(高辉, 焦向东,狄冰, 贺海洋, 陈家庆, 李学成, 姬宜朋, 戴立波, 曾晋, 施炎武, 郭丽峰, 徐亚国, 周灿丰,张洪伟, 陈景皓)

5. 焦向东(2/10).核电厂检修用水下焊接技术, 中国核能行业协会, 科技进步, 三等, 2010(沈秋平, 焦向东, 余燕, 周灿丰,陈煜, 顾国兴, 高辉, 张俊宝, 朱加雷, 陈志清)

6. 焦向东（3/7）.无导轨全位置球罐焊接机器人，北京市人民政府，科技进步二等奖，2004（蒋力培，陈强，焦向东，薛龙，李明利）

III. 承担科研项目

1. 国家自然科学基金委员会, 面上项目, 52175286, 高压环境下TIG焊接制造典型钛合金构件接头成形机 理研究, 2022-01-01 至 2025-12-31, 57万元, 在研

2. 国家自然科学基金面上项目：海洋油气管道高强管线钢超音频脉冲TIG焊电弧行为及适用性，2017-2020；

3. 国家863计划重大项目：基于摩擦叠焊的水下结构物修复系统关键技术研究,  2012--2017；

4. 国家自然科学基金面上项目：电源特性对高压环境焊接电弧行为的影响规律与控制策略 ，2012--2014；

5. 国家自然科学基金面上项目：水下钢结构修复用摩擦叠焊的连接机理和特性研究,  2007--2009；

6. 国家863计划重大项目：深水海管铺设焊接工艺及设备国产化技术研究，2006—2010；

7. 国防科工委重大项目：核电厂在役维修局部干法自动水下焊接关键技术研究，2006—2012。

IV. 代表性学术论文

1. 李丛伟,邵长磊,朱加雷,蔡志海,梅乐,焦向东.304不锈钢局部干法水下激光填丝熔覆层微观组织及性能[J].焊接学报,2021,42(08):67-74+101.

2. Wang K , Jiao X , Zhu J , et al. Research on the effect of weld groove on the quality and stability of laser-MAG hybrid welding in horizontal position[J]. Welding in the World, 2021(1).

3. 邵长磊,朱加雷,梅乐,王凯,李丛伟,苗春雨,朱昱颖.S32101双相不锈钢激光填丝焊接工艺及焊缝性能研究[J].应用激光,2021,41(05):943-947.

4. Wang K,Shao C,Jiao X,Zhu J, et al . Investigation on Microstructure and Properties of Duplex Stainless Steel Welds by Underwater Laser Welding with Different Shielding Gas[J]. Materials, 2021, 14(17):4774.

5. 焦向东, 唐建, 戴波,丁学鹏. 基于Hilbert-Huang变换的管道超声检测信号处理[J]. 上海交通大学学报, 2016,50(10):1647-1650.

6. 周灿丰,焦向东,高辉,郭丽峰.深水结构物维修摩擦叠焊设备研制[J].船海工程,2016,45(2):147-150.

7. 唐建,焦向东, 戴波,丁学鹏. 长距离输送管道超声内检测数据的在线压缩算法[J]. 上海交通大学学报, 2016,50(10):1640-1645.

8. 焦向东,周灿丰. 海洋石油工程自动焊技术的现状与展望[J]. 焊接,2015,94(12):6-11.

9. 焦向东,周灿丰,高辉,姬宜朋,郭丽峰,刘正文. 管型结构物维修摩擦叠焊设备研制[J]. 焊接,2015,94(11):8-13.

10. 徐亚国,焦向东,周灿丰,高辉,狄冰. 摩擦螺柱焊水下焊接工艺的初步研究[J]. 热加工工艺,2015,44(11):190-192.

11. 周灿丰,焦向东,何峰,李小岗,许维青,王百泉,李其修,蒋建敏. 盾构刀盘高压焊接维修工艺研究[J]. 焊接技术,2015,44(9):36-39.

12. 顾艳红,焦向东,周灿丰,高辉,车俊铁. 阻碍钢的搅拌摩擦焊研究进展的关键问题[J]. 焊接技术,2015,44(5):1-5.

13. 周灿丰,焦向东,高辉. 磨料水射流技术及其在水下结构物切割中的应用[J]. 焊接,2015,36(5):1-68.

14. 唐建,焦向东,戴波. 改进的二次1.5维谱估计在管道内检测中的应用[J]. 上海交通大学学报,2015,49(3):406-410.

15. 谷孝满,焦向东,黄松涛,张永明. 高气压环境下脉冲MIG焊熔滴过渡不稳定现象分析[J]. 焊接技术,2015,44(3):9-12.

16. 徐亚国,焦向东,周灿丰,高辉,狄冰. 焊接环境对摩擦螺柱焊成形质量的影响[J]. 焊接技术,2015,44(2):61-64.

17. 徐亚国,焦向东,周灿丰,高辉,狄冰. 旋转速度对摩擦螺柱焊接头力学性能的影响[J]. 电焊机,2015,45(2):23-26.

18. 陈智,焦向东,罗雨,韩素新. 基于SYSWELD的预热温度对焊接热输入影响的有限元模拟[J]. 热加工工艺,2014,43(15):164-166.

19. 高辉,焦向东,周灿丰,李冠群. 基于Abaqus的水下摩擦螺柱焊焊接过程仿真[J]. 焊接学报,2014,35(12):50-54.

20. 朱加雷,焦向东,乔溪,贾存锋. 激光增强GMAW焊接熔滴过渡控制试验[J]. 焊接学报,2014,35(8):21-24+29.

21. 高辉,焦向东,周灿丰,李冠群. 网格重划分技术在摩擦叠焊仿真中的应用[J]. 热加工工艺,2013,42(11):161-163.

22. 高辉,焦向东,周灿丰,陈家庆. Q235钢摩擦叠焊单元成形焊接接头金相组织分析[J]. 焊接技术,2013,42(6):12-14.

23. 焦向东. 能源工程焊接机器人的智能化技术[J]. 电焊机,2013,43(5):52-57.

24. 焦向东,朱加雷. 海洋工程水下焊接自动化技术应用现状及展望[J]. 金属加工(热加工),2013(2):24-26.

V. 发明专利和软件著作权

1. 朱加雷,李丛伟,王凯,童佟,寇荣魁,苗春雨.微细管局部干法水下电弧焊接维修装置,中华人民共和国发明专利, ZL202010289597.1, 授权公告日: 2021.10.29.

2. 冯聪,朱加雷,焦向东,蔡源超,李伟,王凯.一种激光电弧复合焊空间位置集成调节装置,中华人民共和国发明专利, ZL201810184453.2, 授权公告日: 2019.12.20.

3. 王凯,朱加雷,焦向东,王纪兵,蔡源超.一种激光电弧复合焊快速调节装置,中华人民共和国发明专利, ZL201610881413.4,授权公告日: 2019.01.04.

4. 朱加雷,罗雨,焦向东,王纪兵.立式微藻反应器清洗装置,中华人民共和国发明专利, ZL201610237124.0,授权公告日: 2017.11.21.

5. 石庭深,朱加雷,焦向东,杨宝林,冯艳鹏,王纪兵,刘子豪,赵阳.一种多角度焊接夹具,中华人民共和国发明专利, ZL201510617571.4,授权公告日: 2017.07.04.

6. 朱加雷,冯艳鹏,焦向东,孟庆晨,石庭深,王纪兵,张乃公,毛文书,高鹏.焊接实验夹具装置,中华人民共和国发明专利, ZL201510614204.9,授权公告日: 2017.01.25.

7. 石庭深,朱加雷,焦向东,杨宝林,冯艳鹏,王纪兵,刘子豪,赵阳.一种激光焊激光器调节装置,中华人民共和国发明专利, ZL201510614227.X.授权公告日: 2017.03.22.

8. 朱加雷,石庭深,焦向东,冯艳鹏,王纪兵,李卫强,马正住.一种激光电弧复合焊焊枪调节装置,中华人民共和国发明专利, ZL201510388722.3.授权公告日: 2017.04.05.

9. 马正住,朱加雷,周灿丰,焦向东,李卫强,贾存锋,石庭深,王纪兵,冯艳鹏.一种水下干式高压环境下的GMAW熔滴过渡图像拍摄系统,中华人民共和国发明专利, ZL201510250658.2,授权公告日: 2018.11.02.

10. 马正住,朱加雷,周灿丰,焦向东,李卫强,石庭深,王纪兵,冯艳鹏,贾存峰,王磊.一种焊接过程多信号采集与焊接平台运动控制系统.中华人民共和国发明专利, ZL201510209326.X,授权公告日: 2017.04.05.

11. 朱加雷,徐世龙,焦向东,李卫强,马正住.一种基于激光跟踪仪的电弧跟踪测试系统及方法,中华人民共和国发明专利, ZL201510058586.1,授权公告日: 2016.08.17.

12. 朱加雷,马正住,周灿丰,焦向东,李卫强,石庭深,王纪兵,冯艳鹏,贾存锋.一种激光增强水下GMAW熔滴过渡控制方法,中华人民共和国发明专利, ZL201410828490.4,授权公告日: 2017.03.01.

13. 焦向东,周灿丰,朱加雷.局部干式自动焊接排水装置,中华人民共和国发明专利, ZL200710079324.9，授权公告日: 2011.05.11,

14. 焦向东,俞建荣,房晓明,周灿丰,罗建,朱加雷,蒲雨龙.水下高压焊接供电装置，中华人民共和国发明专利, ZL200610112667.6,授权公告日: 2009,08,12,

15. 焦向东,房晓明,俞建荣,周灿丰,罗建,朱加雷,蒲雨龙,马洪新,刘春厚.高压旋流双层气体保护焊枪,中华人民共和国发明专利,ZL200610067476.2，授权公告日: 2009.06.17.

VI. 招生信息

招收机械工程（0802）和控制科学与工程（0811）学术学位硕士、机械（0855）专业学位硕士（机械工程领域085501）。诚挚欢迎机械工程、机械电子工程、过程装备与控制工程、材料科学与工程（焊接）等相关专业踏实认真、敢于创新、具备较强实践应用能力的同学加入本团队。