打开外部电源，检查电池，打开飞行控制，打开燃油泵，发动机从冰冷和黑暗状态启动到准备运行的过程中，需要大约20多个步骤。然后，石蜡在高压下通过燃油管路喷射到涡轮，在这关键时刻，燃油管路的每一个部件都承受着巨大的压力。绝对的密封性和安全性是必不可少的，这可见于所有的航空航天以及汽车工程。同样的，这也适用于运用于各种工业应用的部件，例如：两个由压铸铝制成的空心部件必须安全、紧密并永久地连接在一起。因此，因涉及到各种各样的部件和材料，焊接深度极其不同，而使得焊接任务也相差甚远，从焊接深度为0.1mm的羽状部件到200mm深焊缝的几吨重部件。成功连接部件的决定性因素在于，选择正确合适的技术。

在传统的工艺中，这通常需要一整天的轮班时间来焊接大约一米深的100mm的焊缝。对于依赖高生产率的行业来说，这是一个非常长的时间。这也是为什么像激光焊接这样的技术在涉及非常深的焊缝或难以连接的材料时很快达到极限的原因。用激光焊接的部件需要大量的保护气体，而且经常需要返工。

电子束（electron beam，简称E-beam）是一种能够更快、更容易地完成这类任务的技术。经历了几十年改进的技术常被人误以为复杂而繁琐。然而，在数字化的背景下，近年来它已经发展成为一种高度现代化的技术。由于软件和CNC领域的全面创新，现在可以实现广泛的焊接任务——更精确、更高效和更经济。航空航天工业、重大科研项目和汽车工业已经依赖电子束焊接。例如，用于连接几吨重的涡轮机、齿轮或钢锅炉。一般来说，这一过程对于依赖高生产率的行业来说显得尤其重要。然而，与电弧不同的是，电子束焊接的目的决定了焊接的过程，因此，焊接任务可能是极其多样化的。

但是，是什么让电子束焊接如此有趣呢？

电子束焊接的优势一目了然，当生产必须在窄公差范围内进行时，电子束焊接是非常有利的，部件不能变得太热，或者焊接深度要求非常大。如果一个组件需要高度的精度尺寸，电子束也有出色的表现：由于热量低，变形也是最小的。材料的机械性能和工艺价值几乎达到保持不变。此外，深焊效应导致焊缝深而窄，同时焊缝保持平行。因此，应用范围非常广泛，从焊接最小的部件到连接几吨重的部件。由于许多工件是从单个零件连接起来的，因此该工艺可以使用更具成本效益的材料。智能设计也可以消除昂贵的加工或腐蚀的成本。

一般来说，电子束焊接速度快，可靠性很强。例如，电子束在不到一分钟的时间内能焊接出一米长、深度为100mm的焊缝。连接过程完成后，组件就可以安装了，不需要花费很大的费用进行返工。这就是为什么高生产率的公司通过引进高新技术可以获益最多的主要原因。同时，如果有公司想要连接被认为很难焊接的材料，比如混合化合物、铝、铜、钛、双相钢或镍基材料，电子束也同样试用。焊接也适用于粗糙的表面，并且可以在制造链的任何一个步骤进行，甚至在最末端，因为它不会与其他操作（如机械精加工、表面精加工或子组件组装）发生冲突。电子束焊接也适用于具有敏感内部作用的部件，如传感器：例如，在压力传感器的制造过程中，对周围材料或其背后的电子设备的低热传递非常重要，才能保持其全部功能。

那么电子束焊接是如何工作的？

在电子束焊接中，加热的阴极最初产生一团自由电子。一般来说，电子与原子牢固地结合在一起，但当能量增加时，它们可以从固体的晶格化合物中释放出来。电子随后被电场加速到阳极。电磁透镜由自由电子形成聚焦光束。在这个过程中，它们的速度达到了光速的三分之一到三分之二。由于电子束可以磁偏转，它可以被精确的控制，甚至可以执行极其复杂的焊接任务。

整个焊接过程在真空中进行。当电子击中材料时，它们精确地放出热量；周围的材料基本上保持低温。当能量密度超过107w/cm2时，中心的熔融物质最终汽化。这就产生了一个被液体物质包围的蒸汽毛细管。

真空可以加工难熔金属，如钛、锆或铌，甚至比使用惰性气体更便宜。一般来说，与传统工艺相比，在真空条件下工作可获得更清洁的工件和更好的焊缝质量。智能锁的概念，防止了以牺牲生产时间而创造出真空。

电子束焊接系统有两种不同的版本：腔体系统和气闸换向系统。波宾Pro-beam是电子束焊接领域的领先公司之一，拥有世界上最大的民用焊接室。K6000体积为700m3，通过内部发电机运行，专门为焊接非常大和重型部件而开发。例如，系统焊接的部件尺寸高达7mx7mx14m，重量高达100 t，疏散时间不到35分钟。

只需要很短准备时间的小部件，可以在气闸中建立真空的系统中进行处理并将其再次打破。这样，在生产过程中就不会浪费任何时间来排空腔室，而且可以连续使用：在波宾的系统中，气闸位于主腔室的上游，它可以防止工作室内的高真空受到影响，并允许三个操作并行运行：在预床上装卸工件、气闸中的排空和通风以及工作室内的电子束处理。基于这样一个系统的工厂也可以集成到一个完全自动化的生产过程中，并针对工业4.0环境进行优化。

波宾集团是电子束和激光技术领域的全球领导者。波宾电子束为表面的焊接、固化、穿孔和涂层提供服务和系统。此外，公司已进入增材制造市场，并且正在开发工业应用的增材制造工艺。45年来，来自 40多个国家/地区的客户一直信任波宾电子束解决方案。波宾是全球性公司，有5个地点以及近500名员工。公司总部位于慕尼黑附近的吉尔兴，苏州工厂致力于服务亚太地区已15年多。

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