Dietrich von Dobeneck 博士在慕尼黑工业大学学习等离子体物理学,1969 年他获得了第一份工作,从此成为世界电子束焊接领域的一员。之后他创建了自己的公司 —— 波宾,这也象征着他将自己的热情和事业紧密的结合在了一起。激光 激光一直令他着迷。当他面对职业选择时,在光子和电子之间,他毅然选择了电子。终身事业 气闸加载技术、平行光束焊接、实时过程监控等等,在过去五十年电子束焊接的发展过程中,几乎所有的主要进展都来源于 Dietrich von Dobeneck 博士。
您第一次接触到的电子束焊接是什么?
我第一次听说电子束焊接是在《明镜》中看到一篇关于 1969年 俄罗斯联盟号的文章。该杂志介绍了一个手动控制电子束抢的焊接试验。我读了一封写给编辑的信,在信里,Steigerwald博士回忆了发明这项技术的经过。我的第一反应是申请留学跟着 Steigerwald 博士学习,花五年时间去学习如何工作。作为一个物理学家,我非常享受复杂的系统和工艺并且乐于发现其中的挑战。
是否是因为这种热情促使您成立“波宾”公司?
Steigerwald 的实验室耗资巨大,因为每一个客户在购买机器之前都需要证明这个焊接过程确实可以给他们解决手头上的问题。我们的经验有限,每一次做出该项承诺都需要付出很大的努力。因此,1974 年,我买了实验室的两台机器,开始接手特定的任务。Steigerwald 将他的客户介绍给我,我给他们提供公正的评估,从中赚取一部分利润。只有有限的几个需要这种服务的制造业公司最后会成为我们的合同客户。
激光器在那个年代还是比较新颖的技术,是什么让您觉得可以与之竞争呢?
“创新来自于激情而非自满”,是 Ferdinand von Steinbeis 的一句名言,用在这里再恰当不过了。在我的事业初期,我经常会因为电子束焊接工艺和设备的许多缺陷感到很沮丧,这些缺陷阻碍我们创建成功的商业系统。我们需要的创新可以武装我们并与其它技术竞争,尤其是跟激光器竞争。在20 世纪90 年代,激光焊接日益细化,我们的团队加倍努力,希望有所改善。
您为什么不干脆转向激光器的研究,当时激光器那么火热和时髦?
我们其实很早的时候就对激光器产生了兴趣,并在 20 世纪 80 年代初买了第一台激光器。最初我们把它用于切割和紧固电子束焊接和钻孔所需的组件。许多年后,我们采购了很多激光器,直到最后我们拥有四台功率范围从1 到12 千瓦的CO2 激光器和一台150瓦的固体激光器。在我们使用两个高功率激光器焊接的情况下,真空室就显得太狭小了。但是,当我们看到在所有的大学和城市中如雨后春笋般崛起的激光加工服务,我们最终决定专注于电子束技术,并退出激光业务。
是这一决定,最终使您将焦点转移到系统工程?
不,那想法来得更早一些。在我们开始提供焊接和钻孔服务之后,我们就开始修改系统并购买二手机器,改进这些机器以满足我们对未来的预期。在价格不断被压低的情况下,大家被迫加快进程。我们最重要的一个目标就是减少抽真空时间。通过对气闸的开发,我们可以将疏散过程转移到非生产时间。我们不能从市场上获得我们想要的仪器,所以从1986 年开始我们根据自己的需求设计仪器。1999 年开始我们设计的机器用于销售。直到那时,我们遇到的问题还是由于客户需要的量太大而转向购买竞争对手的机器。
波宾是如何发展起来的?
我们下一步的发展计划是电子束发生器领域,换句话说就是电子光学和动态控制波束。最大的焊接速度往往取决于材料,我们将致力于多个电子束同时焊接,这不仅仅减少了焊接过程中所需的时间,还通过对称的热输入而减少变形。我们通过电子束自动定位到焊接点,并集成了在线质量控制。这些举措使我们在短短几年时间里成为了全球的技术领导者。
如今在这个行业如何做下去?电子束焊接的工业应用前景如何?
有少数几家公司经营 40 台或更多电子束机器,为汽车工业提供批量生产的零部件。还有一部分基于航空业务的专业公司,专注于焊接难度高的材料,如钛、钴等合金。这些工艺需要在真空的环境里保护活性材料免受污染。最终,电子束焊接的高精度帮助实现了新的设计当然,还有很多很好的应用前景在等待我们挖掘,但困难的地方在于我们无法跟踪到整个焊接过程。为了克服这个困难,一个可持续的方法,一个我们斥以巨资的方法就是让工程师们熟悉整个电子束焊接的过程。
在您看来,电子束焊接和激光焊接的关系如何?
历经很长一段时间,电子束焊接凭借良好的焊接质量可以提供更好的热输入、较小的失真以及飞溅物。激光焊接的穿透深度较低,所以对于薄金属板的焊接,激光比较经济。而对于大面积金属板的焊接来说,电子束焊接就显得更经济实惠一些。但是,碟片式以及光纤激光器的诞生改变了现状。固体激光器的能源转化效率已经有显著的提升,从 2% 提升到 30%,而且焊接质量也逐渐接近于电子束焊接技术。然而,每千瓦的激光输出的投资成本随之增加,而电子束焊接的成本却在下降,所以您仍然可以认为,电子束焊接深度的增加所需的单位成本在降低。我们已经建立了两个大型的系统,这两个系统能够焊接长达 12 米重达 50 吨的工件。某些材料的焊接深度可达150 毫米。
这两种焊接方法未来的前景如何?
激光器和电子束焊接在未来的焊接市场将继续发挥合理和有益的作用。当然,新技术的发展将影响市场的应用,从一方转向另一方,但最重要的是继续努力前进,坚定立场,做这两个成熟焊接技术的开发商和出口商。
波宾和通快一起参与了布伦瑞克科技大学一个研究项目。该项目目的是将这两种焊接技术相结合。我们已经报道了这种技术对激光技术是一种促进,但是这对于电子束焊接来说有什么好处呢?
在这个融合两种技术的系统中,两个关键优势已经得到认同,那就是可以屏蔽气体 —— 真空相氩气或氦气来说比较便宜,还可以减少焊接的飞溅物 —— 通常去除类似飞溅物是很昂贵的。激光束可以同时到达几个不同的焊接点,而这是用电子束无法做到的。激光束有着明显的优势,单纯从服务提供商的利益出发,我们不只仅仅用电子束焊接,还可利用激光新工艺。我们之前也是这么做的。另外,我们可以分享快速真空工艺的经验,这绝对是一个双赢的局面。尽管理论上这种技术的优势非常明显,但是当涉及到实际技术执行时,我们还需进行测试,看是否有何限制。我们开发项目的目标就是确定成本和周期。只有这样,才知道这样的组合是否有利可图,针对具体的应用在何种程度上可以降低成本。#p#分页标题#e#
尽管您描述了很多电子束焊接的优点,但是听上去好像还是处于焊接技术的边缘,为改变这种现状,我们能做些什么呢?
好吧,要使某个工艺流程在行业内广为人知,就要确保大学生们了解这个工艺。近年来,我们一直在追求这个目标并且已经取得了巨大的成功。目前为止,已经有十所大学开设有关现代电子束装备的课程以及项目研究,首批学习的学生已经毕业并且进入了这个行业。这个阶段所需的资金一部分是来源于我 1995 年成立的联合基金会,虽然大部分是来自于社会公共部门。在 20 世纪 80 年代,90 年代,电子束技术不像激光技术的发展那样有大量资金的投入,它没有享受任何经济上的支持,但我认为,与公共资金相比私人资金推动和风险共担更为合适。
在建立基金会的初始阶段,您的目的是不是想要提高电子束技术的知名度?
基金会的一个关键目标确实是想让行业内的人们更熟悉电子束技术,而开发新的制造方法也是目的之一。但是我还有其它几个原因。我想在我退休之后,我的公司还能够继续运转而非简单地卖掉。我必须寻求一个合作伙伴,在我退休之后继续追寻我的梦想,设立基金会是很好的实现方式之一。
退休有没有减少您作为一个电子束先锋的积极性?
如果您想在短暂的生命中完成一件事,您就需要有清晰的愿景以及相当的实力,最重要的是要坚持实现这一愿景。我对于技术有着永不衰退的热情,并且我很高兴看到后来者分享我对于电子束技术的热情,在最后十年取得了重大的飞跃。作为基金会的董事长,我有机会在大项目会议上了解到最新的研究进展和发展现状。然而,退休无疑给了我更多的自由时间,让我能够去追求一些其他的兴趣爱好,比如说当地的历史和文化。我为世界上第一个盐水管道设立一个纪念碑,这管道始建于 1619 年,贯通莱亨哈尔和特劳恩施泰因山。当人变老的时候不得不面对的一个事实,就是您做任何事所花的时间都比之前长了,所以根本没有时间去考虑退休的传统意义
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