水下焊接原位中子衍射研究装置。研究团队供图

本报讯（记者朱汉斌）7月1日，我国自主研发的世界首套水下焊接原位中子衍射研究装置在中国散裂中子源工程材料谱仪上正式投用，并顺利完成首次水下焊接过程原位观测实验。这标志着我国在水下焊接微观结构实时观测及核心机理揭示方法方面取得重大突破，推动水下焊接从依赖经验的“技艺”向数据驱动的“科学”迈出关键一步。

水下焊接是核电站、海上风电、船舶、油气管线等大型水下结构物原位制造和应急修复的关键技术。随着我国海洋开发战略向纵深推进，重大海洋基础设施的水下维修需求日益增长。然而，长期以来，水下焊接研究主要依赖“焊后取样”离位检测，即在水下完成焊接后截取样本，返回实验室分析。

据介绍，这一传统方式缺乏过程数据，难以明确影响焊接质量的具体环境变量，导致业界对水下焊缝组织演化、裂纹萌生、形变失效等问题的认知处于“黑箱”状态，长期依靠焊后离位推测，严重制约了水下焊接质量的提升。

针对这一瓶颈，华南理工大学教授王振民团队联合散裂中子源科学中心特聘研究员李小虎、高级工程师杜文婷团队及振海智能科技（珠海）有限公司团队，创新性提出研发水下焊接原位中子衍射研究装置。该装置旨在于实验室中构建一个具备强穿透能力的“超级水下放大镜”，模拟真实海洋水下环境，对焊接过程进行实时观测。

经过3年多攻关，团队先后攻克极端工况水下焊接制造、原位焊接装置与大型谱仪协同联动等核心技术难题，建成国际首套水下焊接原位研究装置。该装置彻底打破了传统焊后离位分析的局限，通过分析水下焊接过程中微观组织与残余应力场的动态演化，能够揭示多重复杂热循环下水下焊接应力-相变的实时耦合机制，使动态建立水下焊接“工艺-组织-性能”精准映射模型成为可能，为水下焊接工艺优化与焊缝结构安全评估提供直接实验证据。