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從汽車到發電廠，對支援社會的”製造業”來說不可或缺的NEC「電子束銲機」！

雖然有點突然，在各位聽到「銲接」這個詞時，會出現怎樣的印象呢？對我來說是，是小工廠裡有工匠戴著面罩、使用銲槍，在火花四射中熔化材料……相信許多人都會聯想到這樣的情景吧？

所謂的「銲接」，是指熔合2種以上的材料，使它們接合在一起的作業，而實際上除了我想到的小工廠作業之外，還有許多種不同的銲接工法。例如NEC Engineering就提供了「電子束銲機」這種特殊的機器，可以銲接一般工法難以銲接的金屬。原來NEC有製造這種銲接機，我還是第一次聽說呢！

NEC的「電子束銲機」，在製造汽車和飛機、發電廠等支援我們生活的物品和設施時，是不可或缺的機器。而且，它和我以前採訪過的海底電纜的製造也大有關係，這突然勾起我的興趣（笑）。所以，這次我們就把焦點放在支援日本製造業的「電子束銲機」，向NEC負責這項業務的人多多請益吧！

任職於NEC Engineering，從事銲接相關工作近30年的專家。擁有業界最高水準加速電壓的最新電子束銲機「NEB-175系列」開發中心的成員。

先從參觀實物和展示開始吧！

三田
這次我們來到NEC內放置「電子束銲機」展示機的廠區。中島先生，可以為我們介紹展示機嗎？
中島
好的。這就是「電子束銲機」（畫面出現展示機）。如果要說明每一項構成要素，乍聽之下會很難理解，所以我們先一起來看看作業的流程吧！

電子束銲機整體示意圖 

三田
麻煩您了。
中島
首先，把想要銲接的材料放在加工平台上。接著，直接放進作業空間（真空腔體）裡，把裡面抽成真空。
三田
咦，要把作業空間抽成真空嗎？
中島
是的。這裡是很重要的重點，之後我再為各位詳細說明。作業空間裡面抽成真空之後，準備就完成了。在這種狀態下按下操作盤的開始按鈕，就會從作業空間上方的電子槍發射電子束（電子光束），讓材料熔化。接下來，就讓各位看看熔化不鏽鋼材的情形吧。啟動開關！
三田
哇！材料發出耀眼的光芒呢！

螢幕上呈現出熔化零件的模樣。 

中島
那個發亮的地方，就是電子束打在材料上，材料熔化的地方。好了，結束了（中島把真空腔體打開，拿出材料給三田看）。這條線，就是剛才熔化的部分。
零件上可看見用電子束銲機熔化的既細又深的銲線（不鏽鋼）。
三田
居然在這麼短的時間，就能熔化這麼硬的金屬！而且熔化的痕跡既細又深呢！
中島
這種「既細又深」的特色，就是電子束銲機的最大優勢喔。

最大優勢－「既細又深」！

三田
現在我們來到了會議室。中島先生，可以請您再為我們說明電子束銲機是什麼樣的機器嗎？
中島
電子束銲機是把縮到極細小的電子束（電子光束）高速打在材料上，使材料熔化的銲接機器。材料和材料接合的痕跡稱為「銲珠」，電子束銲接的特徵就是銲珠比其他工法「更細更深」。我們來看一下這張圖。
各種銲接的比較圖
三田
這是各種銲接的比較圖嗎？
中島
是的。圖的上方表示能量密度，下方表示銲珠的深度，如您所見，電子束銲接比其他銲接熔得更深、更細。
三田
完全不一樣呢！我們經常會在小工廠看見工匠戴著面罩銲接，電子束跟那種銲接有什麼不同呢？
中島
三田小姐說的應該是氣體銲接。不管是氣體銲接還是電子束銲接，只要材料不能熔化就無法銲接。兩種方法都是把溫度升到熔點以上來熔化材料。可是，能量密度低的氣體銲接要花很多時間才能熔化材料。另一方面，電子束銲接的能量密度高，瞬間就能熔化零件。
三田
剛才的展示中，材料也很快就熔化了呢。
中島
如果慢慢熔化材料，熱的影響就會擴散到周圍，銲珠的形狀也會往旁邊散開。另一方面，電子束銲接是集中焦點熔化，熱只集中在要熔化的部分，所以才能熔得「既細又深」。
三田
既細又深」有什麼優點呢？
中島
要熔化材料，就表示要把同樣程度的熱注入材料中。注入熱的範圍要是擴大，材料就會有同樣大的範圍產生熱漲冷縮。這麼一來，材料就會產生歪曲。不過，要是能把熱注入「既細又深」的範圍內，就能製造出歪曲較少的高精度產品。
三田
原來如此！
中島
另外，例如銲接A和B的材料時，接合的部分越深，貼合的部分就越寬，所以接合強度也更高。也就是說，「既細又深」代表歪曲少、接合強度高、非常優秀的銲接。
三田
我好像越來越瞭解電子束銲接的優勢了！它還有其他特徵嗎？
中島
它可以銲接熔點高的金屬，也就是高溫下才能熔化的金屬。如果要用氣體銲接等其他工法來銲接高溫下才能熔化的金屬，勢必要花更長的時間加熱。可是電子束銲機的能量密度高，所以一下子就能加熱到熔點以上。
三田
這樣也能減少熱對周圍的影響嗎？
中島
沒錯！還有就算2種金屬的熔點不同，由於可以加熱到熔點較高的溫度以上，因此就能同時熔化2種金屬。就這一點而言，電子束也擅長異種金屬的銲接。還有一點，「在真空中銲接」也是它的特徵。
三田
我在展示的時候就很在意這個部份！
中島
電子束銲接是把電子束打在材料上，而電子如果在大氣中，就會受到氮或氧等其他分子的影響。所以，必須在真空中銲接。而且在材料中，有些是容易和氧反應的活性金屬。在銲接這種金屬時，「在真空中銲接」就有很大的好處。