學(xué)成回國后，關(guān)橋就職于北京航空工藝研究所（625所），歷任工程師、高級工程師、研究員及研究室主任、科學(xué)技術(shù)委員會副主任等職。并兼任國防科技高能束流加工技術(shù)重點實驗室學(xué)術(shù)委員會主任，航空連接技術(shù)重點實驗室學(xué)術(shù)委員會主任，北京航空航天大學(xué)兼職教授、博士生導(dǎo)師，清華大學(xué)兼職教授。1994年當選為中國工程院院士，現(xiàn)任中國工程院機械與運載工程學(xué)部主任。曾任中國焊接學(xué)會理事長，國際焊接學(xué)會（IIW）副主席和學(xué)術(shù)委員會委員。

他還是中國共產(chǎn)黨第十一、十二、十三次全國代表大會代表，第六屆全國人大代表，第九屆全國政協(xié)委員。

2000年7月9日，在意大利佛羅倫薩市舉行的國際焊接學(xué)會（International Institute of Welding-IIW）第53屆年會的開幕式上，IIW秘書長M.Bramat向大會介紹了關(guān)橋的突出成就與貢獻。之后，IIW主席Bevan Braithwaite先生親自把國際焊接學(xué)會1999年荒田吉明獎授予關(guān)橋。

荒田吉明獎是國際焊接學(xué)會于1994年通過決議設(shè)立的，旨在獎勵在焊接科學(xué)與技術(shù)及相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究中取得突出成就并被國際焊接界公認為對焊接工程與有關(guān)學(xué)科的發(fā)展做出重大貢獻的專家。該項終身成就獎每年由IIW學(xué)術(shù)委員會的評審委員會從40多個IIW成員國提名的候選人中投票選舉出一位成就突出的專家，經(jīng)IIW執(zhí)行委員會批準后作為當年的惟一獲獎?wù)摺ｊP(guān)橋成為獲得這一國際大獎的第一位中國專家，他又一次為祖國贏得了榮譽，為航空工業(yè)增光添彩。

40年來，關(guān)橋在我國焊接科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的諸多重要領(lǐng)域碩果累累。1988年被授予國家級“有突出貢獻的中青年專家”，1989 年獲“全國先進工作者”稱號，1992年獲航空工業(yè)最高獎——航空金獎，1996年獲光華科技基金一等獎，1998年獲何梁何利科技獎，先后5次獲部級科技進步一、二等獎。

在航空航天飛行器上，為減輕自身重量，大量采用薄壁焊接結(jié)構(gòu)，以提高有效載荷系數(shù)。但是，用熔焊方法制造薄壁承力結(jié)構(gòu)時，由于移動熱源（無論是電弧、等離子弧還是電子束或激光束等）對金屬構(gòu)件的局部不均勻加熱，在焊接熔池附近會產(chǎn)生極大的溫度梯度，引起焊接應(yīng)力和變形。在完成焊接后，熱源離去，焊接瞬時的熱應(yīng)力和變形動態(tài)過程隨即轉(zhuǎn)化為在室溫條件下的焊接殘余狀態(tài)的應(yīng)力和變形。在薄壁焊接結(jié)構(gòu)件上，焊接殘余應(yīng)力和變形的直觀表現(xiàn)形態(tài)多為構(gòu)件的失穩(wěn)翹曲變形。這是在制造航空航天重要承力薄壁焊接構(gòu)件時，造成產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)幾何形狀偏離設(shè)計技術(shù)要求的主要問題，并直接危及飛行器結(jié)構(gòu)的安全和可靠性。因此，控制焊接應(yīng)力和變形的產(chǎn)生、發(fā)展過程，不但是當代焊接力學(xué)研究領(lǐng)域中的前沿課題，而且也決定著在航空航天新型結(jié)構(gòu)設(shè)計中，先進的焊接技術(shù)是否能得以合理應(yīng)用的關(guān)鍵所在。

60年代和70年代，關(guān)橋完成了多項飛行器特種焊接新技術(shù)研究和新型號機種研制的技術(shù)攻關(guān)任務(wù)。他從大量影響飛行器薄壁焊接結(jié)構(gòu)安全性和可靠性的因素中，提煉出一個構(gòu)思：必須從理論分析和實驗研究兩個方面同時著手，解決前人未曾攻克的難題——能動地、定量地控制焊接應(yīng)力與變形，革除焊后矯形措施，使焊接結(jié)構(gòu)具有低應(yīng)力無變形的結(jié)構(gòu)完整性，確保飛行器焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

70年代末，當關(guān)橋為探索飛行器薄壁焊接結(jié)構(gòu)變形控制理論和實施方案時，曾對蘇聯(lián)Burak等人用溫度場控制焊接變形的論述進行了實驗驗證。結(jié)果表明，在前人的工作中并沒有解決薄壁構(gòu)件（尤其是4mm以下的薄件，飛行器構(gòu)件多屬這類）在焊接過程中的瞬態(tài)失穩(wěn)問題，從而導(dǎo)致給定的溫差拉伸失效，這一點在理論和實踐中均被忽略。在機理性分析與實驗的基礎(chǔ)上，關(guān)橋提出了“低應(yīng)力無變形焊接法”的新構(gòu)思：預(yù)置溫度場只是實現(xiàn)低應(yīng)力無變形（Low Stress No Distortion）焊接的必要條件——在焊縫區(qū)有溫差拉伸效應(yīng)，它跟隨焊接熱源，并在熔池前后控制著焊接熱應(yīng)變和應(yīng)力的產(chǎn)生和發(fā)展，直至焊后，在室溫條件下達到殘余狀態(tài)；而有效地防止薄壁工件的瞬態(tài)面外失穩(wěn)變形，避免溫差拉伸效應(yīng)減弱和內(nèi)應(yīng)力場勢能降低，則是達到在焊后低應(yīng)力無變形效果的充分條件。在工程應(yīng)用中，雙支點加壓系統(tǒng)提供了所要求的拘束條件，杜絕了面外瞬態(tài)失穩(wěn)。這樣，在LSND焊接法中，既有必要條件又確保了充分條件，二者相輔相成，實現(xiàn)了控制薄壁焊接應(yīng)力與變形中的新突破；在完成焊接后，工件保持完全無變形的狀態(tài)，平整如初。

這項新技術(shù)已獲準中國發(fā)明專利，并成功地應(yīng)用于航空航天型號的生產(chǎn)。用新技術(shù)與工藝裝備對航空渦噴系列發(fā)動機薄壁機匣的生產(chǎn)車間實施了技術(shù)改造，解決了航空產(chǎn)品生產(chǎn)中長期存在的關(guān)鍵技術(shù)難題，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，實用效果突出。當他了解到航天新重點型號“長征三號甲”運載火箭燃料貯箱的研制遇到焊接變形的難題時，主動請纓，渴望這項新技術(shù)有更大的用武之地。任務(wù)下達了，技術(shù)協(xié)議書簽署得十分規(guī)范，條件也相當“苛刻”——控制焊接失穩(wěn)變形必須在1‰以內(nèi)。在3年多的現(xiàn)場調(diào)試與工藝研究中，關(guān)橋領(lǐng)導(dǎo)的課題組與“長征三號甲”研制攻關(guān)組通力合作，把無變形焊接新技術(shù)又成功地應(yīng)用于航天運載火箭薄殼結(jié)構(gòu)的制造上，解決了型號研制中的燃眉之急，提高了火箭箭體的整體質(zhì)量與可靠性。1995年獲國家發(fā)明二等獎。

關(guān)橋把由預(yù)置溫度場控制的低應(yīng)力無變形焊接法定義為“靜態(tài)控制”焊接不協(xié)調(diào)應(yīng)變的方法；為了滿足在工程應(yīng)用中焊接操作的需要，他又向更高的層次攀登一一從“靜態(tài)控制”推向“動態(tài)控制”，不再依賴于預(yù)置溫度場，而是采用“熱源—熱沉多源系統(tǒng)”，直接在焊接熱源所形成的溫度場中利用跟隨熱源移動的急冷熱沉形成溫差拉伸效應(yīng)來動態(tài)控制焊接過程中的不協(xié)調(diào)應(yīng)變量。這樣，在工程實踐中，可賦予這項技術(shù)以更大的柔性，降低設(shè)備投資，簡化工藝，擴大應(yīng)用面。關(guān)橋作為第一發(fā)明人，這項成果又獲國家發(fā)明專利權(quán)。

60年代中期，當國外熔化極脈沖氬弧焊新技術(shù)剛開始起步的時候，關(guān)橋就針對我國自行設(shè)計的新機種焊接結(jié)構(gòu)，率先主持了“噴氣發(fā)動機薄壁機匣熔化極脈沖氬弧焊工藝與設(shè)備的研究”課題，并把焊縫滾壓技術(shù)應(yīng)用于航空結(jié)構(gòu)，為新型噴氣發(fā)動機研制攻克難關(guān)提供了技術(shù)保障，填補了國內(nèi)空白。同期，又為解決火箭炮CO2氣體保護焊技術(shù)關(guān)鍵，滿足戰(zhàn)備急需，穩(wěn)定批生產(chǎn)質(zhì)量做出了貢獻。

70年代初，他指導(dǎo)開展了擴散焊研究，開辟了航空特種焊接技術(shù)的一個重要新領(lǐng)域。在新型發(fā)動機研制中，主持了“鎢極脈沖氬弧焊與懸空焊工藝研究”，解決了材料焊接性差的技術(shù)關(guān)鍵，縮短了新機研制周期，并把這項新技術(shù)推廣應(yīng)用于有關(guān)航空工廠，完成了航空部下達的攻關(guān)任務(wù)。1978年獲全國科學(xué)大會獎。

作為我國航空焊接領(lǐng)域的學(xué)科帶頭人，關(guān)橋總是把目光瞄準國際科技前沿的發(fā)展水平。1980年，他考察了美國航空航天焊接技術(shù)的新發(fā)展之后，率先在國內(nèi)指導(dǎo)了“超塑成形/擴散連接組合工藝”的應(yīng)用研究與技術(shù)開發(fā)，開拓了我國飛行器制造工程中的又一個特種焊接新技術(shù)領(lǐng)域。

1990-1993年間，關(guān)橋根據(jù)國際上高能束流加工技術(shù)呈現(xiàn)出的新趨勢，向航空航天部與國防科工委建議并論證了建立國防科技高能束流加工技術(shù)重點實驗室。實驗室主要進行高能束流（激光束、電子束和等離子體）加工的工藝技術(shù)和加工設(shè)備的研究工作，包括基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究和探索性應(yīng)用研究，能直接為武器裝備新型號的設(shè)計與研制提供新的工藝技術(shù)支持。該實驗室于1995年建成并通過驗收，關(guān)橋任學(xué)術(shù)委員會主任，他正確把握了實驗室的研究方向和課題規(guī)劃，在開放課題、學(xué)術(shù)交流及人才培養(yǎng)等方面發(fā)揮了重要的指導(dǎo)作用，保證了實驗室的主要研究領(lǐng)域與國外同步，在國內(nèi)領(lǐng)先。

著眼于航空航天技術(shù)的發(fā)展，關(guān)橋近幾年又領(lǐng)導(dǎo)課題組開展具有戰(zhàn)略意義的焊接新技術(shù)。真空電弧焊接技術(shù)經(jīng)過“八五”期間的研究，獲得成功，已進入工程應(yīng)用階段；焊接機器人、摩擦焊技術(shù)也已推廣應(yīng)用；活性焊劑焊接與攪拌摩擦焊接兩項新技術(shù)的研究已經(jīng)啟動，實驗結(jié)果業(yè)已展現(xiàn)出可喜的發(fā)展前景。

1 關(guān)橋等.薄壁圓筒單道環(huán)形對接焊縫所引起的殘余應(yīng)力與變形.機械工程學(xué)報，1979（3-4）

2 Q.Guan, et al. Determination of Welding Heat Source Efficiency by Measuring-calculating Method. The 4th Intern. Symposium of Japan Welding Society, Osaka, 1982

3 關(guān)橋，傅昱華.薄板點加熱應(yīng)力應(yīng)變過程的數(shù)值分析.機械工程學(xué)報，1983（2）

4 關(guān)橋.焊接力學(xué)在航空構(gòu)件上的應(yīng)用.航空制造工程，1983（6）

5 關(guān)橋等.焊接瞬態(tài)熱應(yīng)變的云紋測試.焊接學(xué)報，1986（1）

6 Q.Guan，R.H.Leggatt，K.W.Brown.LSND Welding of ThinWalled Structural Elements.The Welding Institute，Report No.374/1988，Cambridge，UK，July，1988

7 關(guān)橋，郭德倫，李從卿.低應(yīng)力無變形焊接新技術(shù).焊接學(xué)報，1990（4）

8 Q. Guan , Y. Cao. Verification of FE Program for Welding Thermal Strain-Stress Analysis Using High Temperature Moire Measurement . Welding in the World, 1993,31 (5)

9 Q. Guan, C. X. Zhang, D. L. Guo. Dynamic Control of Welding Distortion by Moving Spot Heat Sink. Welding in the World, 1994,33 (4)

10 Q. GUAN. Low Stress No-Distortion Welding-a new technique for thin materials. Welding in the World, 1994,33(3)

11 關(guān)橋等.航宇薄殼結(jié)構(gòu)低應(yīng)力無變形焊接技術(shù).中國焊接，1996，5（1）

12 Q. Guan. A Survey of Development in Welding Stress and Distortion Controlling in Aerospace Manufacturing Engineering in China.Welding in the World, 1999,43(1)

早在60年代初，當鈦合金焊接結(jié)構(gòu)剛開始應(yīng)用于飛行器結(jié)構(gòu)時，關(guān)橋就在自己的研究論文中深入地闡明了傳統(tǒng)理論分析中“平截面假設(shè)”的局限性，以及這種假設(shè)對鈦合金這類具有特殊熱物理性能的新結(jié)構(gòu)材料的不適用性。他還論證了在特定的焊接溫度場中的“內(nèi)拘束度”概念，證明了焊縫中的殘余應(yīng)力峰值將取決于“內(nèi)拘束度”判據(jù)。他正確地解釋了鈦合金、鋁合金等新型飛行器結(jié)構(gòu)材料焊接殘余應(yīng)力峰值低于材料屈服強度的內(nèi)在機理。作為焊接力學(xué)的新論點，被國內(nèi)外焊接專業(yè)教科書廣為吸收。

70年代，計算機技術(shù)與有限元分析方法的結(jié)合已經(jīng)顯示了對于焊接力學(xué)發(fā)展可能做出的貢獻，焊接時十分復(fù)雜的非線性傳熱和非線性熱彈塑性力學(xué)過程的定量分析已成為可能。關(guān)橋在國際學(xué)術(shù)交往中敏銳地指出了在焊接力學(xué)研究的熱點和前沿領(lǐng)域中的片面性：過多地依賴于有限元計算而忽視真實物理過程模擬的驗證。他主持并開拓了焊接力學(xué)研究領(lǐng)域中的一個新方向——理論計算模型與實驗分析驗證相結(jié)合。他和他的研究集體開展了焊接瞬態(tài)熱應(yīng)變云紋測試及云紋圖像計算機處理技術(shù)的研究，成功地解決了焊接瞬態(tài)熱應(yīng)變云紋測試的難題，其中包括高溫、瞬間、大梯度熱應(yīng)變的云紋圖像顯示，定時連續(xù)記錄全應(yīng)變場信息，并建立計算機云紋圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

關(guān)橋經(jīng)常告誡自己：要成為一個有作為的科技工作者，首先要做一個高素質(zhì)的人——學(xué)會欣賞別人，不斷完善自我；發(fā)揮群體智慧，矢志振興中華。

他是這樣說的，也是這樣做的。

他經(jīng)常出國參加學(xué)術(shù)活動，每次出去，都是超負荷地安排日程，目的是多了解國外最新成果與動態(tài)，多打通一些渠道，多收集些資料。熱心地為推動國內(nèi)焊接科技事業(yè)的發(fā)展出力。

關(guān)橋從事科研，始終堅持直接參加實驗測試。無論在625所，還是航空工廠，他經(jīng)常穿上工作服同工人師傅一起干活，一起想辦法解決難題。他認為，直接參與試驗，掌握第一手數(shù)據(jù)，才能去偽存真，提高分析問題的準確性和解決問題的決策能力。

在他的學(xué)生眼里，關(guān)橋是一位嚴厲的老師。一位剛考上關(guān)橋研究生的本科畢業(yè)生，把經(jīng)指導(dǎo)老師通過的論文交給了關(guān)橋，請關(guān)老師再看看。關(guān)橋認真地看著，修改著。改完之后，要求重新抄寫一遍。小伙子第二天要離京返校，想要解釋一下，但望著關(guān)老師嚴肅的目光，默默地接過了論文，委屈地哭了。但他一筆一劃地抄寫著，直到第二天清晨5點鐘。如今，小伙子早已成為625所專業(yè)技術(shù)帶頭人和原航空工業(yè)總公司有突出貢獻的中青年專家，并入選全國“百千萬人才工程”第一、二層次培養(yǎng)人，2000年榮獲全國國防科技工業(yè)系統(tǒng)勞動模范與“航空報國”科技尖兵稱號。提及抄寫論文之事，憨厚的小伙子笑了：“關(guān)老師的‘下馬威’，告訴了我該如何對待科研?！眹绤柕睦蠋熞步?jīng)常顯露出特別的慈祥與寬厚。學(xué)生生病了，他到處尋醫(yī)問藥；學(xué)生到交友年齡，他發(fā)動夫人牽線搭橋；一位家在外地的研究生結(jié)婚，他以家長的身份參加了婚禮；新春佳節(jié)之際，關(guān)橋家里一片歡聲笑語。這是他家過年的保留“節(jié)目”——邀請研究室里的年輕人來團聚……。