自从中国科学院上海光机所激光智能制造技术研发中心成立以来，中心主任杨上陆研究员就定下了奋斗方向与理想：“走独立自主创新之路，将技术推向到国际舞台”。对师生们提出了严格的工作原则：“解放思想，实事求是，团结一致向前看”；“从实践中来，到实践中去，通过创新为社会创造价值”；“做有意义的事，做别人做不了的事，做高附加值的事”；要有心系“国家事”，肩扛“国家责”的信念。中心从选题到关键技术攻关，师生们都时刻遵循着上述的原则，一点一滴地努力，不断跨越技术难点，突破了数项关键核心技术并规模化应用于多家公司。

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自主产品共开发

2022年5月18日，疫情封控第48天，距离第一次零件级别测试失利已经过去半年，想想加入上海光机所即将满四年，团队的原创科研成果还未被市场所接受。被困在小区“足不出户”的杨上陆作为中国科学院上海光学精密机械研究所激光智能制造研发中心主任，每天思考着团队的未来，那天他像往常一样在线上和组员沟通发展方向和相关事项，下午四点到五点与两家合作伙伴一起开完线上会议之后，他找到团队的研发工程师陶武沟通起热成形钢激光拼焊项目。近两年，终端用户和零件厂对相关技术的需求愈发迫切。

热成形钢是一种服役抗拉强度可达2000 MPa级别的汽车钢，因其高强度被行业誉为(核)潜艇级别超高强度钢，可以应用于车身结构关键安全零部件的制造，兼具高安全和降低重量的优点。但是应用最广的铝硅镀层热成形钢激光拼焊技术长期被国外垄断，导致车身安全零件造价高昂。随着汽车市场竞争进入白热化，国产汽车制造对成本控制愈发严格，高质量低成本制造技术已成为行业迫切需求。

图1 应用热成形钢的超高强度车身

做应用基础研究和开发，团队必须要能够“自我造血”。前几年为了“活下去”并探索市场真需求，中心先后与上百家公司对接，承接了大量为企业提供技术服务的工作，积累了一定的市场经验。整个团队意识到仅做工艺研究很难扩大影响，而好的产品能够形成长期的正向增长。前期铝硅镀层热成形钢激光拼焊工艺测试所表现出的不稳定性，让身处一线的陶武意识到市面上的焊丝产品不能满足需求，于是建议在吃透焊接工艺的基础上，中心自主研发焊丝产品。两周之后疫情解封，杨上陆立即召集团队启动自主焊丝产品的攻关任务。

团队通过工艺探索和数字仿真相结合，研究了焊缝结构-微观组织-力学性能之间的关联关系，一边开发焊丝产品，一边着手布局专利，中心充分发挥集体智慧，根据大家不同优势，集中攻关。工程师陶武和王艳俊、博士生许伟、博士后张家志以工艺和机理为重，工程师白瑾瑜重点解决焊丝小炉熔炼试制的问题，以支撑焊丝的研究。杨上陆亲自寻找资源为后期大批量供货做准备。通过焊丝的小批量试制和测试，不断迭代和优化技术路线。

图2 自主研发的焊丝及激光-填丝拼焊技术

通过大量的可行性验证、理论计算分析、实验优化设计、焊丝成分调配、性能测试等。赶在2022年结束之前，陶武和许伟用行李箱拖着30公斤重的焊丝来到合作厂家产线开展验证，效果立竿见影，昭示一项行业颠覆性技术即将问世。

图3 产线验证工作（左图：许伟和陶武在拼焊产线上；右图：杨上陆在检查焊缝）

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星光不问赶路人

杨上陆和国内新能源头部车企以及激光拼焊头部厂家讨论了三方合作开展铝硅镀层热成形钢直接激光拼焊项目的相关事宜，并于2023年初开始了第二代专利焊丝的产线验证测试。

新技术要规模化应用于产线必须经过一系列严苛的测试指标。杨上陆主任带领工程师陶武，学生张旭志、孙彦杰组成测试攻关小组。时间紧迫，实验工作夜晚和周末都不停歇。一位汽车行业的元老在周末的晚上数次拜访实验室，每次都能看到陶武等人在做实验，他在焊丝还处于验证阶段的时候就说相信上海光机所的技术，后来也成为首批量产用户之一。 测试小组在近两年时间里依次完成并通过了客户提出的十余项不同测试要求，部分关键指标显著优于客户指定的对比技术。第二代专利焊丝在不同产线、不同材料、不同强度级别及组合上验证成功，表明铝硅镀层热成形钢直接激光-填丝拼焊这种高效低成本技术必然成为进口替代。回想起这些年付出的点点滴滴，欣慰之情涌上心头。

图4 夜晚实验不停歇（左：陶武在做焊接实验；中：张旭志在做热处理实验；右：王艳俊在进行微观组织分析）

2023年9月该新技术开始大规模生产应用。经过一段时间的量产应用，实施简单、质量稳定的直接激光-填丝拼焊新技术给了市场极大的信心，随着一家又一家客户上门讨论合作， 打破垄断已经从遥不可及逐渐成为无可争议的事实，热成形钢汽车安全部件的生产成本不仅得以显著下降，并且在知识产权上为中国汽车出口保驾护航。

很快，团队收到来自德国通快集团Berthold Leibinger基金会的邮件，祝贺新技术入围应用技术创新奖，该技术成为“全球八家、中国唯一”的入选项目，并诚邀其研发团队参加颁奖仪式，新技术被Berthold Leibinger基金会在2023年的德国慕尼黑光博会上展出。此后，该成果又先后荣获2023年度中国十大光学产业技术奖和2024全国颠覆性技术创新大赛总决赛荣誉奖。2024年8月，自主研制焊丝斩获R&D100 AWARD WINNER这一国际重磅奖项，并且是工程材料类国内唯一入选的产品。

图5 荣誉奖项

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磨砺己身臻通达

激光智能制造技术研发团队致力于从应用基础研究到规模化技术应用。团队设有基础研究部门，侧重新机理探索；而技术攻关部门，则侧重突破关键技术和开发新产品。从实验室到应用，从想法到价值，“走完最后一公里，跨越死亡之谷”往往意味着需要十倍的耐心、长期的坚持和全面的投入，一一去攻克面临不同的技术和工程问题。

。不问失败会带来什么，但做有意义的事情。2022年11月，一项名为“牛顿环”的电阻点焊技术和装备开始用于储能铝合金电池液冷板和电池托盘的量产焊接，这是这支年轻的新团队创新应用之路的开始。这个经过5年打磨的“牛顿环”技术从原理上打破了常规技术的限制，实现了全系列铝合金长寿命高质量连接，成为铝合金电阻点焊疑难杂症的专门解决方案，短时间内应用从汽车整车和零部件厂、动力电池领域，拓展到半导体等行业。“牛顿环”也成为该团队响亮的代名词。

每一个名字都是一种精神，如何在传承中发展，新的焊接技术应该以什么来称谓呢？

与此同时，团队的另外一项异质材料焊接技术发明也需要新的名字。

铝/钢焊接主要技术发明人李铭锋和陶武经过半年的思考和讨论，决定新技术以中国元素为主题，表达出通过不懈努力创造新世界。最终，李铭锋从产品的形状、功能以及铝钢焊接的场景出发，给出“昆仑镜”、“盘古结”等名称，两人讨论之后确定前者作为铝/钢点焊技术的名字,后者改为“盘古界”作为焊丝的名字。

盘古界——盘古开天辟地创造世界，意指走新路。

昆仑镜——上古神器，可穿透时空，意指紧固件破除铝/钢的材料界限、实现铝/钢焊接，突破业界数十年的难点和由于大型铸铝件和超高强热成形钢的广泛应用所带来新的巨大挑战并解决了行业这一急迫需求。

2024年4月，研发中心的视频号“尚光智造”正式发布了这两项专利技术的名称。

盘古界 ®焊丝进入市场，市场也在继续变化。技术层面上，市场开始期望热成形钢从1500 MPa往2000 MPa甚至更高强度级别发展，更高强度级别的热成形钢对材料本身的抗氢脆能力和焊接性都提出更高的要求，高强盘古界 ®焊丝将相继被推向市场。同时，盘古界系列特种焊丝在其他领域是否也能解决痛点问题？为此，杨上陆陆续安排了王艳俊、张禄冲、张志勇、田佳壮等人员加入盘古界 ®焊丝产业化团队，为打磨更好的产品、更全面地服务用户而继续努力。

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再接再厉谋新篇

图6 热成形钢激光拼焊团队（左一：张家志，左二：王艳俊，左三：陶武，左四：杨上陆，左五：张禄冲，左六：白瑾瑜，左七：张旭志，左八：孙彦杰）

对于杨上陆来说，汇聚更多有梦想、能成事的年轻人，给他们提供一个能够自由发挥才能的平台，同时解决行业的痛点、难点问题，让梦想成真、技术落地是他的使命和责任。

对于陶武来说，把心中更多的产品从雏形一个一个变成商品，实现技术创造价值是他这辈子还想做的事。

对于白瑾瑜来说，将自己研究多年的技术培育成国家重大项目是他接下来的目标。

对于李铭锋来说，完善昆仑镜系列产品、成功推向市场是他深感紧迫而又意义重大的军令状。

对于王艳俊来说，从机理层面研究调控2000 MPa更高强度热成形钢激光拼焊是他在职博士期间的重点任务。

对于张禄冲来说，让团队现有的和未来的好产品能更快更全地走向需要它们的地方是他的新年愿望。

“这不是我的起点

我将从这里出发

你，和我一起

同行，不必呐喊

也无需彷徨，路

是走出来的

生而为人

恰逢其时

我们站在这里

而不是别处

目光看向远方

脚踏着实地”

一群人相聚，各有各的梦想，通过一起做成一件事、两件事，和更多事，为国家的经济发展和技术进步贡献一点力量。