电子束焊接国内专利技术综述
路志芳
（国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心，北京 100160）
摘 要： 电子束焊接技术具有焊接速度快、焊接质量高等优点，通过对中国专利文摘库中的电子束焊接相关文献统计分析，了解其申请趋势、重要申请人及其重点技术，以期对电子束焊接领域研发和技术人员提供参考依据。
关键词： 电子束焊接 专利 分析
焊接利用加热、加压或两者并用，使分离金属构件通过原子间的结合形成永久性连接的方法。在机械制造中，焊接是一种很重要的加工工艺，据统计，工业发达国家每年用于制造焊接过程结构钢材占钢总产量的70%，焊接不仅能解决各种钢材连接，而且还能解决有色金属、钛以及锆等特种金属材料的连接。焊接既能连接异种金属，又能连接厚薄相差悬殊的金属，因此被广泛地应用在机械、汽车、船舶、石油化工、电力、建筑、原子能、海洋工程、宇航工程与电子技术等工业部门之中。
焊接分类方法有多种，比较常规的分类是按照待焊母材熔化状态进行的分类，按照待焊母材熔化状态焊接可分为熔焊，压焊和钎焊三类，其中熔焊按照能量形式又可分为电弧焊、气焊、铝热焊、电渣焊、电子束焊和激光焊。
1979年，中国科学院在内蒙古锡林郭勒草原建立草原生态系统定位研究站，对典型草原进行草原生态系统研究，标志着我国开始对草原进行综合、深入、广泛和定量化研究。经过20多年的系统研究，我国在草原现代生态特征、生态系统生产力、退化草地生态系统的恢复和改良、人工草地的建立和利用和草地畜牧业可持续发展等方面取得很多科研成果[19-24]。其中，关于草地生态系统的恢复和改良方面的研究主要集中在植被以及土壤环境退化特征、退化等级评价指标、退化草地恢复演替规律、改良措施对比试验和改良机具的研制与开发几个方面。
电子束焊属于熔焊范畴，熔焊是焊接过程中待焊母材经过熔化再冷却凝固从而实现工件连接的焊接方式；电子束焊接一般是指在真空环境下，利用会聚的高速电子流轰击工件接缝处所产生的热能，使被焊金属熔核的一种焊接方法；电子束焊接的主要设备包括电子枪、聚焦透镜和偏转线圈等，电子束从电子枪产生，加速并会聚成束后撞击到工件表面，电子的动能转变为热能，使待焊工件熔化实现焊接。
电子束焊接按照电子束加速电压高低可分为高压电子束（一般指120kv以上）、中压电子束焊（60-100kv）和低压电子束焊（40kv以下）。按照被焊工件所处的环境的真空度，可分为高真空电子束焊、低真空电子束焊和非真空电子束焊。电子束焊接具有穿透能力强、焊缝熔深大、焊接速度快、焊接变形小、焊缝质量高以及焊接可控性好等优点。目前电子束焊接已广泛用于核能、航空、航天、汽车、压力容器以及工具制造等领域。
1 电子束焊接国内专利申请状况分析
（3）快速增长期（2007～2017年）
从2000年开始，电子束焊接申请具有相对稳定的增长量，此时期虽然申请量每年都有稳定增长，但申请绝对数量并不多，每年都在10件以下，表明该时期电子束焊接并未引起足够的重视和应用。
根据皮尤研究中心（美国一间独立民调机构）2016年的一份调查报告显示，转基因农作物和食品引起了美国消费者的强烈反对，接近40%的公众认为转基因食品对健康非常不利。公众对转基因食品的顾虑推动了数十亿美元的非转基因食品市场的增长，并且大大限制了转基因农作物在欧洲的种植。
图1 国内电子束焊接申请分布图
（2）平稳增长期（2000～2007年）
术后产生尿潴留的危险因素主要有年龄、术中补液量、手术时间、≥11.25 mg麻醉药量及术后镇痛等，见表2。
从早期国内专利申请量分布可以看出，1985～2000年中国关于电子束焊接相关技术专利申请数量较少，每年只有几件，且几乎无增长，技术发展相对处于停滞状态。
（1）起步期（1985～2000年）
有图1可以看出，国内电子束焊接申请分布分为三个阶段。
第四，从武术文化研究前沿来看，本文通过突发关键词检测得出商业武术赛事与武术文化传承、武术段位制与武术文化竞争力、武术文化传承人保护与激励、武术精神的倡导与弘扬等主题将成为未来发展中受到关注的主要问题。
采用国际专利分类号b23k15和通过关键词“焊接”，在中国专利文摘库中进行检索，共获得441件在中国申请的关于电子束焊接的专利文献。国内电子束焊接申请分布情况如图1所示。
2007～2017年，我国电子束焊接相关技术专利申请出现了较高增长率，2017年申请量甚至达到了60件以上，表明该时期电子束焊接已得到了广泛应用和关注。
2 重要申请人分析
全球主要申请人统计情况如图2所示，可以看出，排名前十二的申请人当中中国申请人具有七个，而国外来华申请人有五个，表明涉及电子束焊接的中国专利申请中的申请主体除了中国本土的申请人，国外在中国的专利布局也有很大占比。另外，中国申请人当中有三个是大专院校以及科研院所，分别为南京理工大学、哈尔滨工业大学和中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所，另外四个则是桂林狮达机电技术工程有限公司、沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司、沈阳飞机工业（集团）有限公司和河北众航高能科技有限公司，在这四个企业申请人当中，有两个是涉及航空航天领域的，表明电子束焊接技术在航空航天领域已得到广泛应用和重视。排名前十二的申请人当中不涉及个人申请人，体现了电子束焊接技术的研发门槛较高。国外来华申请的主要来源国是日本，这主要归功于日本的NTN株式会社，新日铁住金株式会社和杰富意钢铁株式会社，表明电子束焊接技术在日本的发展和重视程度，其次是德国的西门子公司和瑞典的阿卡姆股份公司。
第一，加强公路桥梁的养护工作可以有效延长公路的使用寿命。通过对公路桥梁的定期维护与检测可以及时发现使用过程中的安全性隐患并作出安全养护措施，避免安全隐患的扩大化。第二，加强公路桥梁的养护工作可以有效提高公共资源的利用效率。通过对公路桥梁进行定期的检测与养护可以减少公路桥梁的非必要性报废现象，提高公共资源的利用效率与使用期限。第三，加强公路桥梁的养护工作可以有效保证车辆和行人的安全。通过公路桥梁的定期养护可以及时发现桥面的断裂现象，对其进行安全系数检测并采取及时的维修手段，在某种程度上来讲可以保证车辆和行人的安全。
3 重要申请人的相关技术分析
通过对上述重要申请人的申请技术进行分析可以发现各个申请人的研究重点。
图2 重要申请人分布情况
NTN株式会社，主要涉及电子束焊接技术在动力传递系统的等速万向联轴器外侧联轴器构件上的应用；桂林狮达机电技术工程有限公司，主要涉及电子束电源电流结构及其控制，采用电子束进行增材制造的相关技术以及电子束的变焦焊技术；阿卡姆股份公司，该公司的申请主要涉及电子束能量大小以及偏转的验证、控制、表征方法和采用电子束进行三维物品的增材制造；哈尔滨工业大学，该申请人的研发重点和方向主要集中在各种金属材料的电子束焊接工艺，如铜合金与钢的电子束焊接方法，钛铝合金的电子束焊接以及铝合金与钢的电子束焊接方法等，其重点在于电子束焊接工艺参数的调整和设置，并不涉及电子束焊接设备的改进；南京理工大学，主要涉及电子束焊接方式进行增材制造、电子束加工过程中的偏转控制以及电子束焊接过程中的实时监测技术；中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所，主要涉及电子束焊接增材制造以及电子束焊接过程的实时监测技术；沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，主要涉及电子束焊接在航空发动机部件焊接中的应用，如转子、静子以及刷式密封件上的应用；沈阳飞机工业（集团）有限公司，主要涉及电子束焊接在角接焊接以及其它异型结合结构中的应用；新日铁住金株式会社，主要涉及电子束焊接技术在刚才中的应用；西门子公司，主要涉及采用电子束焊接方式实现齿轮、叶片以及大尺寸部件的增材方法；杰富意钢铁株式会社，主要涉及电子束焊接技术在方向性电磁钢板上的应用。
4 结语
目前，电子束焊接技术已逐步引起各个企业和研发机构的重视，广泛应用于航空航天，汽车、电力、建筑以及电子技术等领域之中，各个企业和科研院所在现有技术基础上进行研究，应充分利用已有技术，在其基础上进一步开发出精度和自动化程度更高的电子束焊接设备，为中国焊接技术和工业制造业作出贡献。
参考文献
[1]黄丽明.金工实习[M].北京：国防工业出版社，2013.
Overview of Patent Technology of Electron Beam Welding in China
LU Zhifang
(Beijing Center for Patent Examination and Cooperation of the Patent Office of the State Intellectual Property Office, Beijing 100160)
Abstract: Electron beam welding technology has the advantages of fast welding speed and high welding quality.Through the statistical analysis of electron beam welding related literature in the Chinese Patent Abstracts Library, the application trend, important applicants and their key technologies are known,in order to develop the electron beam welding field and the reference provided by the technician.
Key words: EBW, patent, analysis
标签：电子束焊接论文; 专利论文; 分析论文; 国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心论文;