北京工業(yè)大學(xué)

陳樹君教授，男，1971年5月生于黑龍江省雙城市，1990年考入哈爾濱工業(yè)大學(xué)焊接工藝及設(shè)備專業(yè)攻讀學(xué)士、碩士和博士學(xué)位，博士論文題目為《弧焊逆變電源的軟開關(guān)變換與諧波抑制》，（導(dǎo)師殷樹言教授）；1999年8月進(jìn)入北京工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及理論博士后流動(dòng)站從事博士后研究工作，2001年留校任教并評(píng)定副教授職稱，2006年評(píng)定教授職稱，2010年獲博導(dǎo)資格。

教育工作經(jīng)歷：

1994年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)焊接工藝及設(shè)備專業(yè)本科畢業(yè)

1996年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料加工工程專業(yè)碩士畢業(yè)

1999年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料加工工程專業(yè)博士畢業(yè)

2001年，北京工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及理論博士后出站留校，聘任副教授

2003年，北京工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院焊接技術(shù)研究所副所長(zhǎng)，北京焊接設(shè)備研究與開發(fā)中心副主任

2006年，北京工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)科聘任教授，

2007年，教育部汽車結(jié)構(gòu)件工程研究中心副主任

2010年，北京工業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)科博士生導(dǎo)師

學(xué)術(shù)兼職：

1.中國(guó)電氣工業(yè)學(xué)會(huì)電焊機(jī)專業(yè)委員會(huì)副主任

2.中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)電焊機(jī)分會(huì)常務(wù)理事

3.中國(guó)焊接學(xué)會(huì)熔焊工藝及設(shè)備專業(yè)委員會(huì)委員

4.全國(guó)電焊機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)委員

5.全國(guó)石油化工學(xué)會(huì)電氣技術(shù)專業(yè)委員會(huì)委員

6.中國(guó)焊接協(xié)會(huì)教育與培訓(xùn)工作委員會(huì)秘書長(zhǎng)

獲得榮譽(yù)：

1、2001年系列逆變焊接設(shè)備開發(fā)獲得北京市金橋工程項(xiàng)目獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（排名1）

2、2002年北京市科技新星榮譽(yù)稱號(hào)

3、2003年北京市優(yōu)秀青年工程師

4、2004年電弧火箭推進(jìn)技術(shù)獲得國(guó)防科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)（排名3）

5、2005年高熔敷率磁控焊接技術(shù)獲得第十五屆全國(guó)發(fā)明博覽會(huì)金獎(jiǎng)（排名2）

6、2006年入選北京市中青年骨干教師培養(yǎng)計(jì)劃

7、2007年新一代xxxx鋁合金變極性等離子弧焊設(shè)備與工藝技術(shù)國(guó)防科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)叁等排名5

8、2007年VPTIG焊接電弧物理及工藝研究中國(guó)造船工程學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)叁等排名2

9、2008年變極性等離子焊接工藝與裝備技術(shù)獲得北京工業(yè)大學(xué)優(yōu)秀學(xué)術(shù)成果獎(jiǎng)（排名1）

10、2010年中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)第六屆理事會(huì)先進(jìn)工作者先進(jìn)工作者

11、2010年入選服務(wù)北京創(chuàng)新人才培養(yǎng)計(jì)劃

12、2011年入選北京工業(yè)大學(xué)第一批京華人才培養(yǎng)計(jì)劃

13、2012年項(xiàng)目“天宮一號(hào)實(shí)驗(yàn)艙精密成型與高可靠自動(dòng)焊接技術(shù)”獲軍隊(duì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)

14、2013年項(xiàng)目“船舶高效節(jié)能電弧焊關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”獲中國(guó)機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)

15、2013年入選北京市“長(zhǎng)城學(xué)者”計(jì)劃

主要教學(xué)經(jīng)歷：

1、2001年在材料學(xué)院主講“材料科學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用”課程，參加校教學(xué)科研立項(xiàng)課題，將和計(jì)算機(jī)應(yīng)用有關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)實(shí)踐課完全打通，組織5人授課小組，集體授課，分工合作，取得良好教學(xué)效果，獲得北京工業(yè)大學(xué)優(yōu)秀教學(xué)成果。

2、2004年主管機(jī)電學(xué)院焊接研究所的教學(xué)工作，建立了“3門必修、8門選修”、“以電為主、機(jī)電結(jié)合”的本科生專業(yè)課程教學(xué)體系；

3、2004年度起講授本科生專業(yè)課程“電力電子技術(shù)”課程，為改善教學(xué)效果，與相關(guān)課程“現(xiàn)代電源”采用“滾動(dòng)授課”嘗試，取得良好效果。

4、2005年起主講碩士學(xué)位基礎(chǔ)課“過程控制與機(jī)器人應(yīng)用”、“焊接電弧行為及控制”，開設(shè)“電力電子系統(tǒng)中的電磁兼容”、“電力電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)”碩士研究生選修課

5、到目前為止，指導(dǎo)博士生2人，碩士生30人（畢業(yè)18人），工程碩士8人（畢業(yè)4人）。另外協(xié)助本學(xué)科責(zé)任教授協(xié)助指導(dǎo)博士8人，指導(dǎo)的碩士研究生有4人獲得優(yōu)秀碩士論文。

主要科研經(jīng)歷：

從事的科研工作主要集中在高效焊接工藝和焊接過程質(zhì)量控制、逆變電源的設(shè)計(jì)與開發(fā)、電焊機(jī)的電磁兼容設(shè)計(jì)與測(cè)試等幾個(gè)方面。

承擔(dān)過3項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金：一是鋁合金變極性等離子弧焊接穿孔熔池穩(wěn)定性（No:50775003、負(fù)責(zé)人）、二是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)下的電弧特性與熔滴過渡機(jī)制（No:50205001、負(fù)責(zé)人）、三是大功率變負(fù)載條件下的弧焊逆變電源的綠色化設(shè)計(jì)（No:50075003、排名2）；1項(xiàng)北京市基金重點(diǎn)項(xiàng)目：材料電加工設(shè)備的諧波抑制技術(shù)（No:3001001、排名2）、北京市科技攻關(guān)、科技成果轉(zhuǎn)化等及其它若干項(xiàng)企事業(yè)委托科研開發(fā)課題，并于2002年獲得“北京市科技新星(B類)”榮譽(yù)稱號(hào)和課題資助，2003年獲北京市金橋工程一等獎(jiǎng)（排名1）和北京市優(yōu)秀青年工程師稱號(hào)，2004年獲國(guó)防科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)(排名3)，2005年所申報(bào)專利獲得全國(guó)發(fā)明博覽會(huì)金獎(jiǎng)（排名2），2006年獲北京市中青年骨干教師稱號(hào)，2007年獲得國(guó)防科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎(jiǎng)和中國(guó)船舶工業(yè)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。發(fā)表論文70余篇，授權(quán)發(fā)明專利12項(xiàng)，參編書籍3部。

研究方向一：逆變電源的設(shè)計(jì)與開發(fā)

逆變焊接電源的推廣應(yīng)用為焊接設(shè)備的發(fā)展帶來了革命性的變化，與傳統(tǒng)工頻焊接電源相比節(jié)能20—30%，效率可達(dá)到80—90%，整機(jī)重量減小到1/5—1/10,特別的，逆變焊接電源的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，比傳統(tǒng)工頻電源提高2—3個(gè)數(shù)量級(jí)，有利于實(shí)現(xiàn)焊接過程的自動(dòng)化和智能化控制。

請(qǐng)人從本科畢業(yè)設(shè)計(jì)起就師從殷樹言教授，十幾年來一直從事逆變焊接電源技術(shù)的研究，開發(fā)出ZX7、WSM和WSE系列逆變焊機(jī)，并已經(jīng)多次進(jìn)行過技術(shù)轉(zhuǎn)讓，接受技術(shù)的廠家創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益千萬元以上，獲得北京市金橋工程一等獎(jiǎng)。焊接電源是焊接工藝的載體，申請(qǐng)人一直以對(duì)焊接電弧物理的專業(yè)理解為優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行各種逆變焊機(jī)的研究與開發(fā)。

在管道全位置焊接工藝的研究中，針對(duì)“纖維素焊條手工立向下打底焊”焊接工藝，提出并實(shí)現(xiàn)了多斜率外特性工藝控制方案，可靠地實(shí)現(xiàn)了打底焊的單面焊雙面成形；針對(duì)“氣體保護(hù)自動(dòng)焊打底”焊接工藝，提出并實(shí)現(xiàn)了“短路、燃弧能量自適應(yīng)控制”的工藝控制方案，通過串聯(lián)接入一個(gè)能量控制器，提高了自動(dòng)打底焊接的效率和質(zhì)量，研制的樣機(jī)在西氣東輸現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了中試驗(yàn)收。專家組驗(yàn)收意見為：“在管道焊接技術(shù)上有重大突破”，并“建議盡快進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)，并實(shí)施成果的產(chǎn)業(yè)化。”。

針對(duì)航天領(lǐng)域變極性TIG焊鋁工藝，承擔(dān)北京市教委科技發(fā)展項(xiàng)目（KM20051005021），提出并實(shí)現(xiàn)了電流脈沖穩(wěn)弧方案，可靠解決了鋁焊時(shí)交流電弧的穩(wěn)定性問題，電源樣機(jī)已經(jīng)成功的用到了航天系統(tǒng)新型運(yùn)載火箭的模擬件的焊接工作中。

與北京航空航天大學(xué)等單位合作完成了國(guó)防基礎(chǔ)科研項(xiàng)目（No：K1201060711）和國(guó)家自然科學(xué)基金（No：50086001），研制了具有正阻特性的電弧等離子發(fā)動(dòng)機(jī)電源，使其達(dá)到了高電壓工作模式，保證了發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠點(diǎn)火和工作穩(wěn)定性。該項(xiàng)目獲得國(guó)防科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)（見附件），電源部分成果還申報(bào)了國(guó)防發(fā)明專利，目前正在參與“電弧推進(jìn)系統(tǒng)工程樣機(jī)的研制”民用航天項(xiàng)目，承擔(dān)電弧等離子體發(fā)動(dòng)機(jī)能量處理系統(tǒng)的開發(fā)任務(wù)。

近期，在大功率逆變焊接電源研究方面，申報(bào)了“零電壓零電流軟開關(guān)弧焊逆變電源的控制電路No：200810105402.2”和“一種逆變埋弧焊電源主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)No：200810057381.1”兩項(xiàng)發(fā)明專利，采用串并聯(lián)混合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了單模塊1250A的焊接電流輸出，擬在電解、電鍍和電加熱領(lǐng)域推廣應(yīng)用。

研究方向二：電焊機(jī)的電磁兼容技術(shù)

逆變焊接電源具有熱效率高、節(jié)能、成形好、控制精度高、體積小及重量輕等優(yōu)點(diǎn)，有極其廣闊的發(fā)展前景，是焊接電源的發(fā)展方向。可是逆變焊接電源對(duì)環(huán)境的電磁污染嚴(yán)重制約了逆變焊接電源的發(fā)展，弧焊設(shè)備會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成傳導(dǎo)性電磁騷擾和對(duì)空間的輻射性電磁騷擾。

申請(qǐng)人從博士期間就開始從事在電焊機(jī)的電磁兼容性研究工作，針對(duì)焊接電源電網(wǎng)輸入電流諧波問題，在國(guó)家自然科學(xué)基金（No：50075003）和北京市基金重點(diǎn)項(xiàng)目（No：3001001）資助下，首先將環(huán)境保護(hù)思想引入逆變焊接電源的設(shè)計(jì)中，提出“綠色焊接電源”的概念并研制出樣機(jī)，并且局部技術(shù)已經(jīng)轉(zhuǎn)讓給給北京時(shí)代集團(tuán)公司等電焊機(jī)企業(yè)。主要?jiǎng)?chuàng)新貢獻(xiàn)有

1）用可飽和諧振電感解決了軟開關(guān)電路的占空比損失和諧振的負(fù)載范圍問題，使軟開關(guān)技術(shù)適合于負(fù)載狀況大范圍波動(dòng)的焊接電源應(yīng)用；

2）提出了一種交流升壓方式的三相功率因數(shù)校正電路拓?fù)洌▽＠��?hào)200420112233.2）；

3)為解決材料電加工設(shè)備的負(fù)載特性（如電弧類快速瞬變的強(qiáng)非線性負(fù)載）對(duì)諧波抑制電路性能的影響，采用數(shù)字信號(hào)處理處理技術(shù)保證相量識(shí)別的快速性和準(zhǔn)確性，并實(shí)現(xiàn)了基于能量平衡理論諧波抑制控制的全數(shù)字化設(shè)計(jì)，協(xié)助指導(dǎo)2名博士生分別進(jìn)行全數(shù)字控制的可控整流、并聯(lián)有源濾波技術(shù)的研究（已畢業(yè)）。

以上述科研工作為基礎(chǔ)，又獲得了北京市科技新星項(xiàng)目“機(jī)器人焊接系統(tǒng)傳導(dǎo)型電磁干擾抑制技術(shù)（H020821230120）”和國(guó)家科技部項(xiàng)目“綠色環(huán)保逆變焊接電源診斷技術(shù)研究(No：2003EG119072)”的資助。

為了盡快與國(guó)際接軌，2004年起與“國(guó)家電焊機(jī)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心”建立了“電焊機(jī)電磁兼容聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”，聯(lián)合進(jìn)行我國(guó)電焊機(jī)電磁兼容性水平摸底測(cè)試和國(guó)際電焊機(jī)電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)IEC60974-10的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化工作。經(jīng)過大量測(cè)試對(duì)比，發(fā)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)電焊機(jī)與進(jìn)口焊機(jī)尚有較大的差距，尤其是在電磁騷擾發(fā)射上，國(guó)產(chǎn)焊機(jī)的通過率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于進(jìn)口焊機(jī)。而在電磁抗擾度性能上，由于電焊機(jī)本身的工作電磁環(huán)境比較惡劣，在正常工作時(shí)就要承受較大的外部干擾，國(guó)內(nèi)外焊機(jī)的性能相差不大，國(guó)內(nèi)焊機(jī)的抗擾度試驗(yàn)通過率在95％以上。通過在各種焊接學(xué)術(shù)會(huì)議做主題報(bào)告，建議國(guó)內(nèi)各電焊機(jī)廠商在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該對(duì)諧波電流發(fā)射和傳導(dǎo)騷擾發(fā)射加以抑制，這樣才能使焊機(jī)易于達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

近期，以申請(qǐng)人作為第一起草人，北京工業(yè)大學(xué)作為第一起草單位，正在組織我國(guó)的電焊機(jī)電磁兼容性要求國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)GB15579.10的制定和宣貫工作。

研究方向三：特種焊接技術(shù)

焊接過程的本質(zhì)是一種傳熱、傳質(zhì)和傳力的過程，而各種電弧焊工藝都是不同的熱、質(zhì)、力傳遞過程的組合，而這種組合又必須保證焊接過程和焊接質(zhì)量穩(wěn)定。目前成熟的弧焊工藝，其傳熱、傳質(zhì)和傳力都有一個(gè)相對(duì)固定的搭配關(guān)系，這也必然決定了每一種焊接方法都有其合理的應(yīng)用范圍。為了提高焊接產(chǎn)品的質(zhì)量和效率，無外乎如下幾種方式：

一是在原有焊接工藝方法上挖掘潛力，通過改善焊接電源的能量輸出方式，拓寬傳熱、傳質(zhì)和傳力的搭配范圍。如針對(duì)航天系統(tǒng)鋁合金焊接，將數(shù)字化的脈沖調(diào)制變極性雙逆變式等離子電源設(shè)計(jì)和等離子弧焊接工藝?yán)碚撓嘟Y(jié)合，實(shí)現(xiàn)了脈沖調(diào)制變極性等離子弧穿孔立焊工藝，成功實(shí)現(xiàn)航天產(chǎn)品常用的3—8mm鋁合金的焊接。

針對(duì)航天系統(tǒng)鋁合金焊接，將數(shù)字化的脈沖調(diào)制變極性雙逆變式等離子電源設(shè)計(jì)和等離子弧焊接工藝?yán)碚撓嘟Y(jié)合，解決了雙弧干涉、力熱參數(shù)匹配、起弧收孔三項(xiàng)技術(shù)難題，可靠的實(shí)現(xiàn)了脈沖調(diào)制變極性等離子弧鋁焊穿孔熔池穩(wěn)定性（國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目No:50775003），并獲得國(guó)防科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)（見附件）。采用現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)，通過控制焊接電流、等離子氣的變化速率，調(diào)整填絲機(jī)動(dòng)作和焊炬移動(dòng)，配合焊接熔池圖像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“宏觀編程、微觀自主”的程序控制（北京市科技攻關(guān)項(xiàng)目Z08010402140802）。候選人以北京工業(yè)大學(xué)自主研制的VPPA-300型等離子焊接電源為核心，開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的立式縱縫和環(huán)縫焊接機(jī)床系統(tǒng)，突破了變極性等離子縱縫、環(huán)縫焊接工藝及裝備關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)了大型薄壁殼體結(jié)構(gòu)變極性等離子穿孔立焊專用焊接裝備，成功完成了天宮一號(hào)主結(jié)構(gòu)的焊接制造，為我國(guó)空間交會(huì)對(duì)接試驗(yàn)的順利實(shí)施作出了貢獻(xiàn)。“天宮一號(hào)”首發(fā)成功，“神舟八號(hào)”飛船與“天宮一號(hào)”成功對(duì)接并順利返回。載人航天總體部會(huì)同北京衛(wèi)星制造廠專門派代表向北京工業(yè)大學(xué)贈(zèng)送了“保對(duì)接攜手同心，征天宇共創(chuàng)輝煌”的錦旗，為北京工業(yè)大學(xué)在我國(guó)載人航天工程中的貢獻(xiàn)表示感謝（見附件）！

二是采用外場(chǎng)作用的焊接方式，通過附加磁場(chǎng)控制而開發(fā)出磁控高效MAG焊工藝，在縱向磁場(chǎng)控制焊接電�。▽＠�號(hào)：ZL02116241.7）的基礎(chǔ)上，首次提出并實(shí)現(xiàn)了采用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)焊接電弧的控制，利用“內(nèi)疏外密”的磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)電弧進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)射流過渡模式，焊接熔敷可提高3-5倍，目前又獲權(quán)了1項(xiàng)發(fā)明專利（200410086897.0）和1項(xiàng)實(shí)用新型（200620023178.9）（國(guó)家自然科學(xué)基金No：50205001）。

目前正在開展電極振動(dòng)與電流波形互相調(diào)制的GTAW工藝，力爭(zhēng)解決鎂合金、鈦合金焊接過程中的粗晶問題。

三是采用同種和異種工藝的組合，如激光與電弧進(jìn)行復(fù)合的Laser-Hybird工藝、兩個(gè)熔化極電弧復(fù)合的TANDEM雙絲工藝、將兩個(gè)電弧分置于工件兩面的雙面雙弧工藝。

目前申請(qǐng)人提出一種多電極單電弧工藝，電弧在3個(gè)（或3個(gè)以上）的電極間同時(shí)放電，與傳統(tǒng)的多電極電弧不同，工件可以接也可以不接焊接電源、焊接電極（焊絲或鎢極）可以放在工件的同側(cè)也可以放在工件兩側(cè)，在原理上可能實(shí)現(xiàn)傳熱、傳質(zhì)和傳力的自由組合，目前正在申報(bào)國(guó)家發(fā)明專利，正在進(jìn)行多輸出極的焊接電源主電路拓?fù)湓O(shè)計(jì)和以多電極電弧穩(wěn)定為目標(biāo)的多輸入多輸出控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究工作。

四是采用全新概念的焊接工藝，與傳統(tǒng)焊接加工熱源輸入方式相反，申請(qǐng)人提出并實(shí)現(xiàn)了一種基于連續(xù)不均勻散熱的電阻對(duì)焊工藝，成功實(shí)現(xiàn)航天關(guān)鍵零件空芯金屬O型密封環(huán)的焊接，并申報(bào)了發(fā)明專利（200810225004.4和200820123173.2）。

目前正在開展管路異種材料的電磁脈沖焊接工藝和超高強(qiáng)鋼的電伺服點(diǎn)焊及其與激光的復(fù)合焊接工藝研究，正在參與高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備專項(xiàng)近凈成形共性技術(shù)的研究工作。

目前正在承擔(dān)的主要科研任務(wù)

近五年重要論著

近五年授權(quán)發(fā)明專利及轉(zhuǎn)讓情況

聯(lián)系方法

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