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金屬鈑金新聞

訪電子束焊接的開拓者迪特里斯? 弗雷赫爾. 馮. 多比內(nèi)克博士

激光制造商情 來源:通快公司Laser Community2013-12-04 我要評(píng)論(0 )   

Dietrich von Dobeneck 博士在慕尼黑工業(yè)大學(xué)學(xué)習(xí)等離子體物理學(xué),1969 年他獲得了第一份工作,從此成為世界電子束焊接領(lǐng)域的一員。之后他創(chuàng)建了自己的公司 —— 波賓

    Dietrich von Dobeneck 博士在慕尼黑工業(yè)大學(xué)學(xué)習(xí)等離子體物理學(xué),1969 年他獲得了第一份工作,從此成為世界電子束焊接領(lǐng)域的一員。之后他創(chuàng)建了自己的公司 —— 波賓,這也象征著他將自己的熱情和事業(yè)緊密的結(jié)合在了一起。激光 激光一直令他著迷。當(dāng)他面對(duì)職業(yè)選擇時(shí),在光子和電子之間,他毅然選擇了電子。終身事業(yè) 氣閘加載技術(shù)、平行光束焊接、實(shí)時(shí)過程監(jiān)控等等,在過去五十年電子束焊接的發(fā)展過程中,幾乎所有的主要進(jìn)展都來源于 Dietrich von Dobeneck 博士。

 

    您第一次接觸到的電子束焊接是什么?

    我第一次聽說電子束焊接是在《明鏡》中看到一篇關(guān)于 1969年 俄羅斯聯(lián)盟號(hào)的文章。該雜志介紹了一個(gè)手動(dòng)控制電子束搶的焊接試驗(yàn)。我讀了一封寫給編輯的信,在信里,Steigerwald博士回憶了發(fā)明這項(xiàng)技術(shù)的經(jīng)過。我的第一反應(yīng)是申請(qǐng)留學(xué)跟著 Steigerwald 博士學(xué)習(xí),花五年時(shí)間去學(xué)習(xí)如何工作。作為一個(gè)物理學(xué)家,我非常享受復(fù)雜的系統(tǒng)和工藝并且樂于發(fā)現(xiàn)其中的挑戰(zhàn)。

 

    是否是因?yàn)檫@種熱情促使您成立“波賓”公司?

    Steigerwald 的實(shí)驗(yàn)室耗資巨大,因?yàn)槊恳粋€(gè)客戶在購買機(jī)器之前都需要證明這個(gè)焊接過程確實(shí)可以給他們解決手頭上的問題。我們的經(jīng)驗(yàn)有限,每一次做出該項(xiàng)承諾都需要付出很大的努力。因此,1974 年,我買了實(shí)驗(yàn)室的兩臺(tái)機(jī)器,開始接手特定的任務(wù)。Steigerwald 將他的客戶介紹給我,我給他們提供公正的評(píng)估,從中賺取一部分利潤。只有有限的幾個(gè)需要這種服務(wù)的制造業(yè)公司最后會(huì)成為我們的合同客戶。

 

    激光器在那個(gè)年代還是比較新穎的技術(shù),是什么讓您覺得可以與之競(jìng)爭(zhēng)呢?

    “創(chuàng)新來自于激情而非自滿”,是 Ferdinand von Steinbeis 的一句名言,用在這里再恰當(dāng)不過了。在我的事業(yè)初期,我經(jīng)常會(huì)因?yàn)殡娮邮附庸に嚭驮O(shè)備的許多缺陷感到很沮喪,這些缺陷阻礙我們創(chuàng)建成功的商業(yè)系統(tǒng)。我們需要的創(chuàng)新可以武裝我們并與其它技術(shù)競(jìng)爭(zhēng),尤其是跟激光器競(jìng)爭(zhēng)。在20 世紀(jì)90 年代,激光焊接日益細(xì)化,我們的團(tuán)隊(duì)加倍努力,希望有所改善。

 

     您為什么不干脆轉(zhuǎn)向激光器的研究,當(dāng)時(shí)激光器那么火熱和時(shí)髦?

     我們其實(shí)很早的時(shí)候就對(duì)激光器產(chǎn)生了興趣,并在 20 世紀(jì) 80 年代初買了第一臺(tái)激光器。最初我們把它用于切割和緊固電子束焊接和鉆孔所需的組件。許多年后,我們采購了很多激光器,直到最后我們擁有四臺(tái)功率范圍從1 到12 千瓦的CO2 激光器和一臺(tái)150瓦的固體激光器。在我們使用兩個(gè)高功率激光器焊接的情況下,真空室就顯得太狹小了。但是,當(dāng)我們看到在所有的大學(xué)和城市中如雨后春筍般崛起的激光加工服務(wù),我們最終決定專注于電子束技術(shù),并退出激光業(yè)務(wù)。

 

    是這一決定,最終使您將焦點(diǎn)轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)工程?

    不,那想法來得更早一些。在我們開始提供焊接和鉆孔服務(wù)之后,我們就開始修改系統(tǒng)并購買二手機(jī)器,改進(jìn)這些機(jī)器以滿足我們對(duì)未來的預(yù)期。在價(jià)格不斷被壓低的情況下,大家被迫加快進(jìn)程。我們最重要的一個(gè)目標(biāo)就是減少抽真空時(shí)間。通過對(duì)氣閘的開發(fā),我們可以將疏散過程轉(zhuǎn)移到非生產(chǎn)時(shí)間。我們不能從市場(chǎng)上獲得我們想要的儀器,所以從1986 年開始我們根據(jù)自己的需求設(shè)計(jì)儀器。1999 年開始我們?cè)O(shè)計(jì)的機(jī)器用于銷售。直到那時(shí),我們遇到的問題還是由于客戶需要的量太大而轉(zhuǎn)向購買競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的機(jī)器。

 

    波賓是如何發(fā)展起來的?

    我們下一步的發(fā)展計(jì)劃是電子束發(fā)生器領(lǐng)域,換句話說就是電子光學(xué)和動(dòng)態(tài)控制波束。最大的焊接速度往往取決于材料,我們將致力于多個(gè)電子束同時(shí)焊接,這不僅僅減少了焊接過程中所需的時(shí)間,還通過對(duì)稱的熱輸入而減少變形。我們通過電子束自動(dòng)定位到焊接點(diǎn),并集成了在線質(zhì)量控制。這些舉措使我們?cè)诙潭處啄陼r(shí)間里成為了全球的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者。

 

    如今在這個(gè)行業(yè)如何做下去?電子束焊接的工業(yè)應(yīng)用前景如何?

    有少數(shù)幾家公司經(jīng)營 40 臺(tái)或更多電子束機(jī)器,為汽車工業(yè)提供批量生產(chǎn)的零部件。還有一部分基于航空業(yè)務(wù)的專業(yè)公司,專注于焊接難度高的材料,如鈦、鈷等合金。這些工藝需要在真空的環(huán)境里保護(hù)活性材料免受污染。最終,電子束焊接的高精度幫助實(shí)現(xiàn)了新的設(shè)計(jì)當(dāng)然,還有很多很好的應(yīng)用前景在等待我們挖掘,但困難的地方在于我們無法跟蹤到整個(gè)焊接過程。為了克服這個(gè)困難,一個(gè)可持續(xù)的方法,一個(gè)我們斥以巨資的方法就是讓工程師們熟悉整個(gè)電子束焊接的過程。

 

 

    在您看來,電子束焊接和激光焊接的關(guān)系如何?

    歷經(jīng)很長一段時(shí)間,電子束焊接憑借良好的焊接質(zhì)量可以提供更好的熱輸入、較小的失真以及飛濺物。激光焊接的穿透深度較低,所以對(duì)于薄金屬板的焊接,激光比較經(jīng)濟(jì)。而對(duì)于大面積金屬板的焊接來說,電子束焊接就顯得更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠一些。但是,碟片式以及光纖激光器的誕生改變了現(xiàn)狀。固體激光器的能源轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)有顯著的提升,從 2% 提升到 30%,而且焊接質(zhì)量也逐漸接近于電子束焊接技術(shù)。然而,每千瓦的激光輸出的投資成本隨之增加,而電子束焊接的成本卻在下降,所以您仍然可以認(rèn)為,電子束焊接深度的增加所需的單位成本在降低。我們已經(jīng)建立了兩個(gè)大型的系統(tǒng),這兩個(gè)系統(tǒng)能夠焊接長達(dá) 12 米重達(dá) 50 噸的工件。某些材料的焊接深度可達(dá)150 毫米。

 

    這兩種焊接方法未來的前景如何?

    激光器和電子束焊接在未來的焊接市場(chǎng)將繼續(xù)發(fā)揮合理和有益的作用。當(dāng)然,新技術(shù)的發(fā)展將影響市場(chǎng)的應(yīng)用,從一方轉(zhuǎn)向另一方,但最重要的是繼續(xù)努力前進(jìn),堅(jiān)定立場(chǎng),做這兩個(gè)成熟焊接技術(shù)的開發(fā)商和出口商。

 

    波賓和通快一起參與了布倫瑞克科技大學(xué)一個(gè)研究項(xiàng)目。該項(xiàng)目目的是將這兩種焊接技術(shù)相結(jié)合。我們已經(jīng)報(bào)道了這種技術(shù)對(duì)激光技術(shù)是一種促進(jìn),但是這對(duì)于電子束焊接來說有什么好處呢?

 

    在這個(gè)融合兩種技術(shù)的系統(tǒng)中,兩個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)已經(jīng)得到認(rèn)同,那就是可以屏蔽氣體 —— 真空相氬氣或氦氣來說比較便宜,還可以減少焊接的飛濺物 —— 通常去除類似飛濺物是很昂貴的。激光束可以同時(shí)到達(dá)幾個(gè)不同的焊接點(diǎn),而這是用電子束無法做到的。激光束有著明顯的優(yōu)勢(shì),單純從服務(wù)提供商的利益出發(fā),我們不只僅僅用電子束焊接,還可利用激光新工藝。我們之前也是這么做的。另外,我們可以分享快速真空工藝的經(jīng)驗(yàn),這絕對(duì)是一個(gè)雙贏的局面。盡管理論上這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)非常明顯,但是當(dāng)涉及到實(shí)際技術(shù)執(zhí)行時(shí),我們還需進(jìn)行測(cè)試,看是否有何限制。我們開發(fā)項(xiàng)目的目標(biāo)就是確定成本和周期。只有這樣,才知道這樣的組合是否有利可圖,針對(duì)具體的應(yīng)用在何種程度上可以降低成本。#p#分頁標(biāo)題#e#

 

    盡管您描述了很多電子束焊接的優(yōu)點(diǎn),但是聽上去好像還是處于焊接技術(shù)的邊緣,為改變這種現(xiàn)狀,我們能做些什么呢?

    好吧,要使某個(gè)工藝流程在行業(yè)內(nèi)廣為人知,就要確保大學(xué)生們了解這個(gè)工藝。近年來,我們一直在追求這個(gè)目標(biāo)并且已經(jīng)取得了巨大的成功。目前為止,已經(jīng)有十所大學(xué)開設(shè)有關(guān)現(xiàn)代電子束裝備的課程以及項(xiàng)目研究,首批學(xué)習(xí)的學(xué)生已經(jīng)畢業(yè)并且進(jìn)入了這個(gè)行業(yè)。這個(gè)階段所需的資金一部分是來源于我 1995 年成立的聯(lián)合基金會(huì),雖然大部分是來自于社會(huì)公共部門。在 20 世紀(jì) 80 年代,90 年代,電子束技術(shù)不像激光技術(shù)的發(fā)展那樣有大量資金的投入,它沒有享受任何經(jīng)濟(jì)上的支持,但我認(rèn)為,與公共資金相比私人資金推動(dòng)和風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)更為合適。

 

     在建立基金會(huì)的初始階段,您的目的是不是想要提高電子束技術(shù)的知名度?

     基金會(huì)的一個(gè)關(guān)鍵目標(biāo)確實(shí)是想讓行業(yè)內(nèi)的人們更熟悉電子束技術(shù),而開發(fā)新的制造方法也是目的之一。但是我還有其它幾個(gè)原因。我想在我退休之后,我的公司還能夠繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)而非簡(jiǎn)單地賣掉。我必須尋求一個(gè)合作伙伴,在我退休之后繼續(xù)追尋我的夢(mèng)想,設(shè)立基金會(huì)是很好的實(shí)現(xiàn)方式之一。

 

     退休有沒有減少您作為一個(gè)電子束先鋒的積極性?

     如果您想在短暫的生命中完成一件事,您就需要有清晰的愿景以及相當(dāng)?shù)膶?shí)力,最重要的是要堅(jiān)持實(shí)現(xiàn)這一愿景。我對(duì)于技術(shù)有著永不衰退的熱情,并且我很高興看到后來者分享我對(duì)于電子束技術(shù)的熱情,在最后十年取得了重大的飛躍。作為基金會(huì)的董事長,我有機(jī)會(huì)在大項(xiàng)目會(huì)議上了解到最新的研究進(jìn)展和發(fā)展現(xiàn)狀。然而,退休無疑給了我更多的自由時(shí)間,讓我能夠去追求一些其他的興趣愛好,比如說當(dāng)?shù)氐臍v史和文化。我為世界上第一個(gè)鹽水管道設(shè)立一個(gè)紀(jì)念碑,這管道始建于 1619 年,貫通萊亨哈爾和特勞恩施泰因山。當(dāng)人變老的時(shí)候不得不面對(duì)的一個(gè)事實(shí),就是您做任何事所花的時(shí)間都比之前長了,所以根本沒有時(shí)間去考慮退休的傳統(tǒng)意義

 

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