张培磊工学博士 上海工程技术大学教授、上海市焊接学会第十一届理事会理事

其主要研究领域包括：[1]激光-电弧复合焊装备及工艺一体化制造；[2]非晶合金的激光增材制备；[3]机器人智能化激光焊接装备及制造技术；[4]超快激光微/纳米尺度精密加工及应用。曾赴中南大学和德国亚琛弗朗霍夫ILT激光技术研究所从事访学研究，一直致力于激光与材料相互作用、激光智能制造系统、非晶合金激光精密制造等领域的研究。目前已在激光智能制造、材料结构表征与性能评价等领域的国际知名期刊发表SCI、EI收录论文150余篇，获得国家发明专利授权20余项、实用新型专利授权5项。指导学生完成国家级、上海市等大学生创新训练计划项目12项，指导研究生获国家奖学金6人次，指导学生获上海市大学生新材料创新创意大赛一等奖。担任SVOA Materials Science & Technology期刊编委、Coatings期刊特刊编辑、Frontiers in Metals and Alloys期刊评论编辑、焊接杂志社青年编委、《金属加工（热加工）》编委。目前为上海市焊接学会理事、中国机械工业教育协会焊接技术与工程专业教学委员会委员，中国机械工程学会焊接分会委员，中国机械工程学会高级会员、中国光学学会激光加工专业委员会委员、中国汽车工程学会会员、教育部学位论文通讯评议专家、担任上海市激光先进制造技术协同创新中心首席研究员。作为项目负责人已完成国家自然科学基金、中央军委总装备部预研项目、上海市自然科学基金、上海市高新技术领域重点项目、新疆自治区科技援疆专项、克拉玛依市重大专项等多项国家、省市级课题的研究。获全国博士后创新创业总决赛铜牌、上海科技进步一等奖、新疆机械电子工业科学技术进步奖一等奖、国际焊接学会会刊《Welding in The World》2022年度最佳论文奖，入选美国斯坦福大学和爱思唯尔(Elsevier)发布的《2022年度全球前2％顶尖科学家榜单》（World’s Top 2% Scientists），多次入选中国焊接学者图谱名单（2014-2021），入选中国焊接领域知网论文被引用最多的学者（全国第3名——2017-2021），入选江苏省“双创人才”。

张培磊多年来一直认为焊接是机电、材料、控制、计算机等领域的多学科交叉专业，也秉持着这种多学科综合研究的思路去开展解决实际焊接问题的科研工作。近年来，其领导的国际科研团队在厚板的激光-电弧复合焊应用领域的工作就体现了这种思路。激光-电弧复合焊作为一种新型高效的焊接方法，它既能充分发挥两种热源各自的优势又可以弥补各自的缺点，因此，激光和熔化极惰性气体/活性气体电弧焊（MIG/MAG）也被称为最有前途的复合焊接模式之一，各行业包括船舶、工程机械等对大厚板激光-电弧复合焊技术需求甚大，应用范围也在迅速扩大。但是目前学术界对于其热源精确的复合物理机制还未完全揭示，导致了该项技术在应用推广过程中出现了各种瓶颈问题，这就需要根据激光-电弧复合焊特点，结合材料和软件。

张培磊领导的团队紧紧抓住复合焊焊接的核心问题——熔滴过渡的动态行为来解决焊接中出现的缺陷及其它成形问题。因为熔滴过渡行为既可以为焊接过程提供准确的动态信息，又可以有效地判断焊接过程的稳定性。同时，焊接缺陷的产生与熔滴过渡行为又有着密切的联系，非稳定性缺陷的出现与焊接熔池的随机失稳有着千丝万缕的关联，一度成为激光-电弧复合焊缺陷分析的“拦路虎”。该团队综合运用激光物理、金属材料学、流体力学、电气控制等方法，逐步突破了缺陷分析的局限，为激光-电弧复合焊熔池流动提供了新的建模思路，并优化了目前常用的数值模型。根据试验观察，发现在短路和滴状过渡模式下，激光会促进熔滴过渡，而激光在射流过渡模式下反而阻碍了熔滴过渡，作用在熔滴上的电磁力和等离子体力的大小和方向是影响熔滴过渡行为的关键，电磁力和等离子体力的大小和方向是由于熔滴中电流分布的变化而转变的，这是由低电离电位的激光感应等离子体引起的。进一步，采用实验与模拟计算结合的方法，研究了焊接工艺参数对中厚板激光-电弧复合焊材料熔化、焊缝成形及焊接缺陷的影响规律；研究了复合焊过程中小孔动态形态、熔池流体流态特征及各类缺陷的变化规律，探明了热输入形式与熔池行为及凝固过程的关系。

张培磊领导的团队已经在激光-电弧复合焊领域完成国家及上海市课题5项，发表学术论文30余篇，获得5项国家发明专利授权，这些研究成果都为激光-电弧复合焊技术的应用与发展提供了坚实的理论基础。目前，该团队已经逐步解决了中厚板激光-电弧复合焊的成形机理问题，厘清了激光-电弧耦合机理、熔滴过渡的模式转变原因、熔池流动失稳与表面缺陷之间关联等多个基础问题，从而获得了厚板激光-电弧复合焊工艺开发的“钥匙”，避免了之前只能通过大量“试错法”摸索焊接工艺窗口的做法，大大缩短了工艺开发周期、提高了工艺开发效率和降低了开发成本，这些成果已经在船舶、石化能源、钢结构、工程机械、汽车等行业取得了快速的应用。