专家信息：
焦向东 ，男，1962年生，工学博士，现任北京石油化工学院教授（二级），博士生导师，清华大学机械工程系工学学士、工学硕士和工学博士学位。
曾任北京石油化工学院副校长，机械电子工程北京市重点建设学科带头人，能源装备技术研究院院长，能源工程先进连接技术北京市高校工程研究中心主任，光机电装备技术北京市重点实验室副主任，海洋工程连接技术研究中心主任。“水下弧焊机器人”高层次人才项目负责人。曾任广东大亚湾核电站任质量控制工程师，北京市第11、12届人大代表。
入选“科技北京”百名领军人才，“新世纪百千万人才工程”北京市级人选，获“北京市有突出贡献的科学、技术、管理专家”称号，北京市属高校人才强教深化计划高层次人才”、“北京市属高校创新团队建设提升计划”，是享受国务院政府特殊津贴专家，北京市突贡专家，北京市高创计划-科技创新与科技创业领军人才。
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。先后主持国家自然科学基金项目3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。
1980年9月至1985年7月，清华大学机械工程系，工学学士学位。
1985年9月至1988年7月，清华大学机械工程系，工学硕士学位。
1991年3月至1994年3月，清华大学机械工程系，焊接工艺及设备博士学位。
1988年9月至1991年2月，广东大亚湾核电站工作，任质量控制工程师。
1998年8月至1999年2月赴美国罗得岛大学做高级访问学者，从事快速成型技术、高性能构件激光直接成形技术等研究。
1994年4月起，任教北京石油化工学院，历任北京石油化工学院机械工程学院院长、北京石油化工学院校长助理，现任北京石油化工学院副校长、学术委员会主任。
2000年11月破格晋升教授。
2005年起任北京化工大学机械设计及理论学科博士生导师。
1997-2007年，北京市第11、12届人大代表。
1、机械工程学会高级会员。
2、中国焊接协会常务理事兼油田与管道专业委员会副主任。
3、中国焊接学会理事兼机器人焊接专业委员会副主任。
4、中国自动化学会机器人专业委员会委员。
5、中国工程建设焊接协会副会长。
6、中国造船工程学会近海工程学术委员会副主任委员。
7、中国机器人产业联盟理事。
8、中国石化信息学会常务理事。
9、中国高教学会高等教育管理研究会常务理事。
10、2005年起兼任北京化工大学博导。
机械电子工程本科责任教授，讲授主干专业课程，为研究生主讲《机械工程领域前沿讲座》课程。
先后培养毕业博士研究生4名(3名已获得国家自然科学基金青年基金项目资助)，在读4名；培养毕业硕士研究生20多名，在读15名。
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。
教学成果：
1. 2004年荣获北京市优秀教学成果奖二等奖。
焦向东教授长期致力于焊接自动化、水下焊接工艺与设备和海洋工程连接技术与装备的研究工作。
重点研究内容和方向
1.科学创新和科研成果方面
选择研究基础雄厚、当前国家能源工程建设迫切需要的水下焊接工艺与设备、焊接自动化与智能化机器人应用、连接新技术与新型材料连接成型和能源工程检测与监测技术等4个研究领域作为重点方向。
（1）面向海洋工程深水开发的水下焊接技术研究：基于已有100m水深的研究基础，进一步拓展至1500m水深，使之满足中国海洋石油在南海海域进行油气开采作业之迫切需要；
（2）面向核电厂在役设备维护的水下焊接技术研究：已突破焊接技术，重在研究遥操作机器人；
（3）面向地铁盾构设备维修的干式高压焊接技术研究：与中铁隧道集团开展载人高压焊接研究，打破国外在该领域的技术垄断，大幅度降低地下工程的施工作业成本；
（4）面向浅水油气输送管线维抢修的湿式水下焊接技术研究：与中石油管道局合作研究；
（5）面向工程装备制造业开展自动化焊接专机和智能化机器人焊接系统研究：前者需要重点突破电弧传感、焊缝跟踪实用技术，开发成功通用控制器；后者拟重点突破机器视觉、离线编程技术、机器人示教。
（6）机器人在海洋工程中的应用研究。
2.战略性产品培育方面
（1）管道铺设焊接工作站
依托国家“十一五”863重大项目“深水海底管道铺设技术”之“深水海管铺设焊接工艺及设备国产化技术研究”成果，与唐山开元集团焊接研究所、海洋石油工程股份有限公司、中国石化工程建设公司等密切合作，开发管道铺设焊接工作站，拟用于海底管道铺设工程或陆上大型油气管道铺设建设工程之中。
（2）核电厂维修水下弧焊机器人
依托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”成果，与国家核电技术公司等企业合作或自主开展工程化研究，开发水下弧焊机器人，拟用于核电厂水下结构物维修。
（3）水下焊接和水下连接工程机器人
3.实验室建设
构筑能源工程连接技术工程应用领域的先进试验条件和基础设施，使之具备必要的检测、分析、测试手段和工艺设备。完成2000平米专用实验室的规划建设，重点是1500m水深高压焊接模拟试验舱、涉水焊接研究水池、全尺寸海洋管道疲劳试验机、激光水下焊接研究设备、地铁盾构机载人高压干式焊接试验舱等。与国家能源支柱产业的重点典型企业和国外知名科研院所合作共建特色实验室，拓展科技成果转化和社会服务渠道。
曾主持承担各级各类科研项目20项，其中包括国家自然科学基金项目2项、863计划项目4项、国防科工委项目1项，科研经费2000余万元。
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。
长期致力于工程建设焊接机器人、海洋工程水下作业技术与装备的研究与开发，形成了无导轨球罐焊接机器人、海底管道干式高压焊接维修、深水钢结构摩擦叠焊技术与装备等填补国内空白的科研成果。在国内外专业杂志发表学术论文200余篇，申请专利100多项，已获专利授权15项，获北京市科学技术二等奖2项，其他省部级科技进步奖4项。所领导的海洋工程连接技术研究中心是中国面向能源工程的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、面向深水的水下非弧焊连接技术与装备的系列研究工作。
代表性研究成果：
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。
1 盾构高压环境下动火修复关键技术研究 何峰;李小岗;许维青;王百泉;翟志国;程学武;苏清贵;焦向东 ;古艳旗;王颖;张长强;周灿丰;李其修;姚杰;彭涛;蒋建敏;贺国生;附晓军;高辉;杨志永;赵永忠;刘辉;张华 中铁隧道集团有限公司 2013
2 海洋油气管道维修水下干式高压焊接技术 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 北京石油化工学院 2012
3 盾构机刀盘在隧道内高压环境下的修复技术 何峰;李小岗;许维青;王百泉;王振飞;李其修;周灿丰;翟志国;苏清贵;焦向东 ;程学武;王颖;姚杰;古艳旗;蒋建敏;彭涛;张长强;贺国生;附晓军;高辉;杨志永;赵永忠;刘辉;张华 北京中铁隧建筑有限公司 2012
4 全位置智能焊接机器人研究及其应用 蒋力培;薛龙;焦向东 ;张卫义;梁亚军;曹俊芳;邹勇;赵杰;李明利 北京石油化工学院 2008
5 核电厂检修用水下焊接技术 沈秋平;焦向东 ;余燕;周灿丰;陈煜;高辉;张俊宝;朱加雷;刘德华;董继红 中核东方工程有限责任公司 2008
6 海洋油气管道干式高压环境焊接技术 焦向东 ;房晓明;周灿丰;薛龙;陈家庆;章怡圣 北京石油化工学院 2006
7 全位置智能焊接机器人 蒋力培;陈强;焦向东 ;薛龙;李明利;马宏泽;孙振国;董晋曦 北京石油化工学院 2004
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1、1998年，荣获北京高校青年学科带头人称号；
2、2004年，荣获北京市大兴区优秀知识分子；
3、2005年入选北京市拔尖创新人才；
4、2006年，享受国务院政府特殊津贴专家；
5、2008年，入选北京市教育系统高层次人才；
6、2008年，“新世纪百千万人才工程”北京市级人选；
7、2009年，入选北京市突出贡献专家；
8、入选“科技北京”百名领军人才；
9、获“北京市有突出贡献的科学、技术、管理专家”称号；
10、北京市属高校人才强教深化计划高层次人才”；
11 、“北京市属高校创新团队建设提升计划”；
12、北京市高创计划-科技创新与科技创业领军人才。
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。
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)
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[192]焦向东 ,房晓明,陈家庆,周灿丰,张卫义,张宝生,章怡圣,马洪新. 高压干式焊接试验舱的快开锁紧装置[P]. CN1833809,2006-09-20.
[193]焦向东 ,房晓明,周灿丰,薛龙,张勇,陈家庆,吕涛,马洪新. 高压干式焊接试验舱的焊机支架装置[P]. CN1833810,2006-09-20.
[194]焦向东 ,房晓明,张勇,周灿丰,薛龙,陈家庆,吕涛,马洪新. 高压干式焊接试验舱的焊机支架[P]. CN1833811,2006-09-20.
[195]焦向东 ,房晓明,周灿丰,邓双成,吕涛,王中辉,马洪新,刘春厚. 高压干式焊接试验舱的高速摄像系统[P]. CN1831641,2006-09-13.
[196]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[P]. CN1821659,2006-08-23.
[197]焦向东 ,房晓明,陈家庆,张卫义,周灿丰,章怡圣,马洪新. 弱电信号电缆穿舱装置[P]. CN1815821,2006-08-09.
[198]焦向东 ,房晓明,陈家庆,张卫义,周灿丰,章怡圣,马洪新. 强电信号电缆穿舱装置[P]. CN1815834,2006-08-09.
[199]蒋力培,薛龙,李明利,焦向东 . 无导轨全位置行走光电实时跟踪管道焊接机器人[P]. CN2652577,2004-11-03.
[200]蒋力培,吴忠宪,焦向东 ,薛龙,马宏泽. 无导轨全位置行走光电实时跟踪特种机器人[P]. CN1173807C,2004-11-03.
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[204]潘际銮,焦向东 ,张骅. 交流熔化极惰性气体保护焊焊接电弧控制装置[P]. CN1031246C,1996-03-13.
[205]潘际銮,焦向东 ,张骅. 交流熔化极惰性气体保护焊焊接电弧控制方法[P]. CN1087300,1994-06-01.
1 北京石油化工学院海洋工程连接技术研究中心主任 焦向东教授 中国高等教育 《中国高等教育》 2009年06期
2 智能焊接机器人完成高难项目 于洋 科技日报 2007-05-10 报纸
3.北京石油化工学院焦向东：能源工程焊接技术的“中国造”《科学时报》 (2011-05-11 A3 人物)
北京石油化工学院焦向东：能源工程焊接技术的“中国造”
“天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物”。自1911年建校以来，清华大学已为中国各个领域培养了一批又一批顶尖人才，无愧于“清芬挺秀”，为“华夏增辉”。2011年4月，清华大学迎来建校一百周年庆典。值此庆典之际，分布各地的不少清华优秀学子收到了母校的邀请函。北京石油化工学院副院长焦向东便是其中之一。
从1980年到1988年，焦向东在清华大学焊接工艺及设备专业先后获得本科和硕士学位。此后又在该专业取得博士学位，可谓根正苗红的“清华人”。此次他能够得到母校青睐，可不仅是因为他纯正的“清华血统”，更是因为他在能源工程焊接技术领域为祖国实现了多项“中国造”！
向“独立自主”呼唤！
能源已成社会经济发展的重要动力之一。在我国，自改革开放以来，石油石化、海洋能源、电站等诸多能源相关行业，已成为关系国计民生的重要行业。
在这些行业中，除了能源资源本身无比重要之外，开采和开发这些能源的诸多重大工程对于焊接和连接技术的需求也随之迅速增加，重要地位日益凸显出来。然而，与此形成巨大反差的是，我国许多大型工程建设和关键装备制造，在很大程度上尚未脱离对国外技术的依赖。
对于这一点，从1980年上清华大学焊接专业起就与焊接结缘的焦向东是再熟悉不过了。1987年，大亚湾核电站动工。当时中国并不具备独立建设核电站的技术，只能交给外国人来建造，我国只需派人前往做好质量控制工作。然而现实却是，即便是“监工”也同样稀缺。无奈之下，国家只好把目光投向清华大学。此时，焦向东已获得硕士学位，正准备继续攻读清华大学博士学位。经清华大学推荐，焦向东作为焊接方面的人才被保留学籍，并被派往支援核电站建设。
从核电站底部第一块钢板铺设开始，一直到核设备的安装，焦向东见证了核岛和常规岛设备的安装和焊接施工的整个过程。而当一号机组即将发电，焦向东重返清华，继续学业。这时已是1991年了。
三年的核电站建造焊接质量控制工程师经历，为焦向东积累了丰富的工程实践经验，也让他深刻认识到，类似能源工程这样的关系国家战略的重大工程项目，不能总是依赖于国外技术，而他自己所钻研的能源工程焊接技术，亦是如此，正在迫切呼唤着“自立自强”！
凭着这一认识，多年来，焦向东竭尽全力，致力于特殊工况焊接和连接技术研究，研发了一系列创新的自动焊接设备和工艺，在大型结构物建造、水下维修、油气输送管线铺设等方面打破了国外技术垄断，大幅度提升了我国高端焊接设备研制能力和先进焊接工艺开发能力，极大地提高了我国特殊工况焊接技术的研究水平。
目前，他已主持或参与完成各级、各类科研项目20多项，累计科研经费近2000万元。在国内外专业杂志发表学术论文80余篇，已获专利授权近40项，获得省部级科技进步奖一等奖1项、北京市科学技术奖二等奖两项，其他科技奖励4项。他所领导的能源工程先进连接技术北京高校工程研究中心是中国面向能源工程的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、面向深水的水下非弧焊连接技术与装备的系列研究工作。
向“自动化”前进！
我国石油石化行业储罐建造量本来就很大，加之国家石油储备基地、LNG接收站以及城市燃气储罐等的集中建设，储罐建造需求进一步增加。
然而，传统的固定式焊接机器人的应用大多局限于结构化环境中，无法满足大型储罐、水电站水轮机叶片修复等野外作业非结构化环境的要求。为此，需要开发合适的新型焊接机器人。
这成了焦向东博士毕业加盟北京石油化工学院装备技术研究所后的第一个重大研究目标。
“九五”期间，经过焦向东等的不懈努力和反复试验，2000年，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”横空出世！
该机器人首次采用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。
很快，“全位置智能焊接机器人”在工程实践应用中大放异彩：先后在中石化第十建设公司的球罐焊接工地与试验车间进行了现场焊接试验，之后又开展了进一步的产业化工作。“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1.8亿元以上。不久，在科技部的支持下，焊接机器人公司宣告成立。这也标志着他们研制的新型智能焊接机器人正式走向全面产业化之路。
“全位置智能焊接机器人”实现了产品系列化，不仅在石油石化储罐建造中发挥着重要作用，而且在我国大型钢结构建筑物施工中得以应用。2008年北京奥运会，该机器人成功地应用于“鸟巢”钢结构焊接，取得了重大效果；2010年上海世博会，“全位置智能焊接机器人”再度亮相，参与中心主场馆工地焊接工作，取得广泛社会效益。
向“水下”延伸！
中国版图，背倚山脉、东临大海，渤海、黄海、东海、南海，四海相连，环绕大陆东南部。茫茫海洋之下，储存着丰富的能源资源。随着陆上油气资源日渐减少，人们开始把更多的目光投向海底。“向水下进军”，不仅是世界油气开采的风潮，也是焦向东科学研究与技术创新的方向。他从陆上石油管道焊接的自动化，逐步转向海上工程的焊接连接技术的创新。
海洋已经成为全球油气资源重要的接替区。2010年，中国海洋石油总公司海上油气年产量首次突破5000万吨油气当量，建成了“海上大庆”。
然而，我国几乎每年都有海底管线损坏，修复工作很大程度上依赖于国外技术的支持，费用动辄以1000万元计，还要承受不能及时修复造成的油田停产损失和海洋污染损失。
这是中国的痛，更是中国科研工作者的痛，亦是焦向东的痛。
于是，焦向东开始“水下”创新之路。从2002年至2006年，他主持完成了国家“十五”“863”重大项目“水下干式管道维修系统”的“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。焦向东等针对这个问题，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。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”。坐落于光机电装备技术重点实验室的这套实验系统能够满足目前中国浅水海域水下焊接的科研需求。
2009年，他的“水下干式高压焊接” 课题成果获得中国石油石化工业协会科技进步奖一等奖、机械工业科学技术奖二等奖，以及北京市科学技术奖技术发明二等奖。
目前，我国大批核电站正在建设之中。但是，先进的核电站检修技术掌握在西方核电强国手中，成为影响我国核电安全运行的技术短板。
为此，刚刚完成“水下干式高压焊接”课题的焦向东又开展了国防科工委重大项目“堆内构件在役维修技术研究”的“核电厂检修用水下焊接技术”子课题的研究工作。
历经两年时间，焦向东等成功建成了我国第一套核电厂检修水下焊接实验系统，能够模拟所需水深工程环境，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。
为了适应反应堆压力容器空间相对狭窄的限制，该课题不是采用大型水下干式舱，而是采用仅仅包裹焊枪的局部排水气罩，紧凑的结构适于核电行业应用。专用的水下焊接装置与正在开展研究的水下操作机器人紧密结合，将实现符合核电行业标准要求的修复焊接。
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。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”。2010年，该项目的成果荣获中国核能行业协会科学技术奖三等奖。
向“深水”跨越！
为了加快我国海洋油气产能建设，中国海油已建成了一大批海上重大装备，例如2010年顺利出坞的3000米深水铺管起重船“海洋石油201”、 3000米深水半潜式钻井平台“海洋石油981”，为我国进军南海深水奠定了基础。然而，深水重大装备的关键技术仍是一大掣肘。
为了尽快摆脱对国外的依赖，国家科技部通过“十一五”“863”计划重大项目配套的方式，对深水开发重大装备的关键技术问题进行国产化研发。焦向东主持完成的“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”，便是其中的项目之一。
海上铺管与陆上铺管最大的不同是，铺管船队及其保障的日常运行费用高达上百万元，不仅焊接质量有严格的规定，而且要求很高的焊接生产效率。
目前，该课题成果已在渤海湾成功地进行了海试。焦向东通过该课题，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，紧凑轻巧，适合海上应用，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。
目前，深水油气资源开采已成为海洋石油工业发展的趋势。2006年完成的“水下干式高压焊接技术”成果，采用钨极氩弧焊接，随水深压力增加、电弧稳定性降低，只能用于300米水深，不能满足深水结构物维修的需要。
当时正在研究“核电厂检修用水下局部干式焊接技术”的焦向东，为了尽快解决这一问题，在国家“863”计划、国家自然科学基金、北京市自然科学基金的支持下，同时在国内率先领导开展了摩擦叠焊研究。
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。他率领同事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。目前该技术正在“十二五”“863”的计划下，继续进行后续工程化研究。
从陆上焊接自动化，到海上焊接技术，再到深海焊接技术，焦向东步步深入，实现了多项“中国造”。清芬挺秀，华夏增辉。焦向东用厚重的积累，以自己特有的方式，向全世界传递着华夏文明自强不息的精神。
来源：《科学时报》 (2011-05-11 A3 人物)
焦向东，男，1962年生，工学博士，现任北京石油化工学院教授（二级），博士生导师，清华大学机械工程系工学学士、工学硕士和工学博士学位。 
教育及工作经历：
教学情况 ：
科学研究：
研究方向：
论文专著：
荣誉奖励：
发明专利：
