Ein Überblick wird gegeben über die Kontrolle der Schweißspannungen und der resultierenden Verwerfungen bei der Fertigung in der Raumfahrtindustrie in China. Die Fertigungsbereiche betreffen die Herstellung von Düsenmotorgehäusen und Raketenbrennstofftanks. Die verwendeten Werkstoffe sind der austenitische nichtrostende Stahl 1Cr18Ni9Ti, die Al-Legierung AMg6, die Ti-Legierung Ti-6Al-4V und ein kohlenstoffarmer Stahl. Das untersuchte Schweißvefahren ist das Wolfram- Inertgas-Schweißen. Da diese Werkstoffe in Blechdicken von 0,5 mm bis 4 mm verwendet werden, besteht ein besonderes Problem in der mit abnehmender Blechdicke sinkenden kritischen Druckspannung, ab der eine Knickung auftritt. Die numerische Analyse, die die in der Fertigungstechnik geschweißten Längs- und Rundnähte berücksichtigt, stützt sich auf die Finite-Element-Methode (FEM); deren Ergebnisse werden mit Hochtemperatur-Moire-Messungen verglichen. Im Bereich der hohen Temperaturgradienten in der Nähe des Lichtbogens und der hohen Dehnungsgradienten in der Umgebung des Schweißbads sind die FEM-Berechnungen ungenau und die Moire-Messungen auf Grund abnormaler Streifenmuster schwierig auszuwerten. Da die konventionellen Lösungen zur Kontrolle der Schweißspannungen und Bauteilverwerfungen (kompensatorische Vorverformung des Werkstücks, Preßwalz- oder Nachwärmebehandlung) für die Erfordernisse in der Raumfahrtindustrie nicht ausreichen, wird die Kombination eines festgesetzten Temperaturprofils zur Schweißprozeßsteuerung und die Anwendung geeigneter Preßkräfte als statische Verfahrensvariante vorgeschlagen. Als weiter verbessertes Verfahren wird eine dynamische Variante vorgestellt, bei der der Temperaturverlauf durch eine punktförmige Wärmeableitung gesteuert wird, die dem Lichtbogen nachläuft. Die Versuchsergebnisse zeigen, daß mit beiden Verfahren verwerfungsfreie Feinblech-Bauteile gefertigt werden können. Zusätzlich werden als Alternative zum Lichtbogenschweißen hochenergiedichte Strahlenschweißmethoden (Laser- und Elektronenstrahlschweißen) und Festkörperschweißverfahren (Diffusions- und Reibschweißen) empfohlen. (Görges, U.)
A survey of development in welding stress and distortion controlling in aerospace manufacturing engineering in China
Ein Überblick über die Entwicklung der Kontrolle von Spannungen und Verwerfungen infolge des Schweißens in der Fertigungstechnik auf dem Gebiet der Luft- und Raumfahrt in China
Welding in the World ; 43 , 1 ; 64-74
1999
11 Seiten, 19 Bilder, 18 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Englisch
China , Oberflächenspannung , numerisches Verfahren , Feinblech , Raumfahrtindustrie , austenitischer nichtrostender Stahl , Aluminiumlegierung , kohlenstoffarmer Stahl , Raketenbau , Düsenmotor , Titanlegierung , Knickung , Längsnaht , Rundnaht , Finite-Elemente-Methode , WIG-Schweißen , Moire-Verfahren , Laserstrahlschweißen , Elektronenstrahlschweißen , Diffusionsschweißen , Reibschweißen , thermische Ausdehnung , Schrumpfung , Temperaturregelung
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