Dietrich von Dobeneck 博士在慕尼黑工業(yè)大學學習等離子體物理學,1969 年他獲得了第一份工作,從此成為世界電子束焊接領域的一員。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)緊密的結合在了一起。激光 激光一直令他著迷。當他面對職業(yè)選擇時,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、平行光束焊接、實時過程監(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》中看到一篇關于 1969年 俄羅斯聯盟號的文章。該雜志介紹了一個手動控制電子束搶的焊接試驗。我讀了一封寫給編輯的信,在信里,Steigerwald博士回憶了發(fā)明這項技術的經過。我的第一反應是申請留學跟著 Steigerwald 博士學習,花五年時間去學習如何工作。作為一個物理學家,我非常享受復雜的系統和工藝并且樂于發(fā)現其中的挑戰(zhàn)。
是否是因為這種熱情促使您成立“波賓”公司?
Steigerwald 的實驗室耗資巨大,因為每一個客戶在購買機器之前都需要證明這個焊接過程確實可以給他們解決手頭上的問題。我們的經驗有限,每一次做出該項承諾都需要付出很大的努力。因此,1974 年,我買了實驗室的兩臺機器,開始接手特定的任務。Steigerwald 將他的客戶介紹給我,我給他們提供公正的評估,從中賺取一部分利潤。只有有限的幾個需要這種服務的制造業(yè)公司最后會成為我們的合同客戶。
激光器在那個年代還是比較新穎的技術,是什么讓您覺得可以與之競爭呢?
“創(chuàng)新來自于激情而非自滿”,是 Ferdinand von Steinbeis 的一句名言,用在這里再恰當不過了。在我的事業(yè)初期,我經常會因為電子束焊接工藝和設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。我們需要的創(chuàng)新可以武裝我們并與其它技術競爭,尤其是跟激光器競爭。在20 世紀90 年代,激光焊接日益細化,我們的團隊加倍努力,希望有所改善。
您為什么不干脆轉向激光器的研究,當時激光器那么火熱和時髦?
我們其實很早的時候就對激光器產生了興趣,并在 20 世紀 80 年代初買了第一臺激光器。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功率范圍從1 到12 千瓦的CO2 激光器和一臺150瓦的固體激光器。在我們使用兩個高功率激光器焊接的情況下,真空室就顯得太狹小了。但是,當我們看到在所有的大學和城市中如雨后春筍般崛起的激光加工服務,我們最終決定專注于電子束技術,并退出激光業(yè)務。
是這一決定,最終使您將焦點轉移到系統工程?
不,那想法來得更早一些。在我們開始提供焊接和鉆孔服務之后,我們就開始修改系統并購買二手機器,改進這些機器以滿足我們對未來的預期。在價格不斷被壓低的情況下,大家被迫加快進程。我們最重要的一個目標就是減少抽真空時間。通過對氣閘的開發(fā),我們可以將疏散過程轉移到非生產時間。我們不能從市場上獲得我們想要的儀器,所以從1986 年開始我們根據自己的需求設計儀器。1999 年開始我們設計的機器用于銷售。直到那時,我們遇到的問題還是由于客戶需要的量太大而轉向購買競爭對手的機器。
波賓是如何發(fā)展起來的?
我們下一步的發(fā)展計劃是電子束發(fā)生器領域,換句話說就是電子光學和動態(tài)控制波束。最大的焊接速度往往取決于材料,我們將致力于多個電子束同時焊接,這不僅僅減少了焊接過程中所需的時間,還通過對稱的熱輸入而減少變形。我們通過電子束自動定位到焊接點,并集成了在線質量控制。這些舉措使我們在短短幾年時間里成為了全球的技術領導者。
如今在這個行業(yè)如何做下去?電子束焊接的工業(yè)應用前景如何?
有少數幾家公司經營 40 臺或更多電子束機器,為汽車工業(yè)提供批量生產的零部件。還有一部分基于航空業(yè)務的專業(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)境里保護活性材料免受污染。最終,電子束焊接的高精度幫助實現了新的設計當然,還有很多很好的應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焊接過程。為了克服這個困難,一個可持續(xù)的方法,一個我們斥以巨資的方法就是讓工程師們熟悉整個電子束焊接的過程。
在您看來,電子束焊接和激光焊接的關系如何?
歷經很長一段時間,電子束焊接憑借良好的焊接質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,所以對于薄金屬板的焊接,激光比較經濟。而對于大面積金屬板的焊接來說,電子束焊接就顯得更經濟實惠一些。但是,碟片式以及光纖激光器的誕生改變了現狀。固體激光器的能源轉化效率已經有顯著的提升,從 2% 提升到 30%,而且焊接質量也逐漸接近于電子束焊接技術。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。我們已經建立了兩個大型的系統,這兩個系統能夠焊接長達 12 米重達 50 噸的工件。某些材料的焊接深度可達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將繼續(xù)發(fā)揮合理和有益的作用。當然,新技術的發(fā)展將影響市場的應用,從一方轉向另一方,但最重要的是繼續(xù)努力前進,堅定立場,做這兩個成熟焊接技術的開發(fā)商和出口商。
波賓和通快一起參與了布倫瑞克科技大學一個研究項目。該項目目的是將這兩種焊接技術相結合。我們已經報道了這種技術對激光技術是一種促進,但是這對于電子束焊接來說有什么好處呢?
在這個融合兩種技術的系統中,兩個關鍵優(yōu)勢已經得到認同,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。激光束可以同時到達幾個不同的焊接點,而這是用電子束無法做到的。激光束有著明顯的優(yōu)勢,單純從服務提供商的利益出發(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驗,這絕對是一個雙贏的局面。盡管理論上這種技術的優(yōu)勢非常明顯,但是當涉及到實際技術執(zhí)行時,我們還需進行測試,看是否有何限制。我們開發(fā)項目的目標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,針對具體的應用在何種程度上可以降低成本。#p#分頁標題#e#
盡管您描述了很多電子束焊接的優(yōu)點,但是聽上去好像還是處于焊接技術的邊緣,為改變這種現狀,我們能做些什么呢?
好吧,要使某個工藝流程在行業(yè)內廣為人知,就要確保大學生們了解這個工藝。近年來,我們一直在追求這個目標并且已經取得了巨大的成功。目前為止,已經有十所大學開設有關現代電子束裝備的課程以及項目研究,首批學習的學生已經畢業(yè)并且進入了這個行業(yè)。這個階段所需的資金一部分是來源于我 1995 年成立的聯合基金會,雖然大部分是來自于社會公共部門。在 20 世紀 80 年代,90 年代,電子束技術不像激光技術的發(fā)展那樣有大量資金的投入,它沒有享受任何經濟上的支持,但我認為,與公共資金相比私人資金推動和風險共擔更為合適。
在建立基金會的初始階段,您的目的是不是想要提高電子束技術的知名度?
基金會的一個關鍵目標確實是想讓行業(yè)內的人們更熟悉電子束技術,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原因。我想在我退休之后,我的公司還能夠繼續(xù)運轉而非簡單地賣掉。我必須尋求一個合作伙伴,在我退休之后繼續(xù)追尋我的夢想,設立基金會是很好的實現方式之一。
退休有沒有減少您作為一個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的實力,最重要的是要堅持實現這一愿景。我對于技術有著永不衰退的熱情,并且我很高興看到后來者分享我對于電子束技術的熱情,在最后十年取得了重大的飛躍。作為基金會的董事長,我有機會在大項目會議上了解到最新的研究進展和發(fā)展現狀。然而,退休無疑給了我更多的自由時間,讓我能夠去追求一些其他的興趣愛好,比如說當地的歷史和文化。我為世界上第一個鹽水管道設立一個紀念碑,這管道始建于 1619 年,貫通萊亨哈爾和特勞恩施泰因山。當人變老的時候不得不面對的一個事實,就是您做任何事所花的時間都比之前長了,所以根本沒有時間去考慮退休的傳統意義
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