Die Umstellung des Fertigungsprozesses für Tanks des Delta-IV-Raketenprogramms vom Metall-Schutzgas-Schweißen (MSS) auf das Rührreibschweißen (RRS) wird vorgestellt. In der ersten Stufe des Delta-IV-Programms werden ähnlich wie in den Programmen II und III Tanks für flüssigen Sauerstoff mit einer Länge von 12 m und für Brennstoff mit einer Länge von 8,4 m gefertigt; darüber hinaus wird ein Zwischenstufenzylinder mit einer Länge von 4,8 m hergestellt. Die Tanks haben einen Durchmesser von 2,4 m und werden aus drei Blechen der Al-Legierung 2014-T6 mit einer Dicke von 22,22 mm gefertigt. Als erste Fertigungsstufe wird eine gitterartige Struktur in den Blechen erzeugt, die sich durch ein besonders effizientes Festigkeits-Gewichtsverhältnis auszeichnet. Das RRS ist auf Grund der geringeren Schweißfehler (1 Fehler pro 76,2 m Schweißnaht) erheblich kostengünstiger als das MSS (1 Fehler pro 8,38 m Schweißnaht). Im Vergleich zum MSS wird mit dem RRS eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften (statische Zugfestigkeit, Bruchzähigkeit und Dauerfestigkeit) bei Raumtemperatur und bei kryogenen Temperaturen erreicht. Für das weitere Delta-IV-Programm steht eine RR-Schweißmaschine mit einer verfügbaren Schweißlänge von 15,3 m zur Verfügung. Die Maschine kann auf Zylinderdurchmesser von 2133,6 mm bis 6096,0 mm eingestellt werden. Schweißnahtdicken von bis zu 25,4 mm werden einlagig geschweißt. Die Steuerung und Überwachung des Schweißprozesses erfolgen mit einem automatischen Regelungssystem und mit Kameras. In der Flachposition werden von der Innenseite her die Längsnähte zur Herstellung der Tanks gefertigt. Der Durchmesser der neuen Tanks (weiteres Delta-IV-Programm) beträgt 5 m; verwendet wird die Al-Legierung 2219. Die Prüfung der gefertigten Tanks geschieht durch Ultraschalltests; der am häufigsten auftretende Fehler ist eine wurzelseitige Kerbe ('kissing bond'), d.h. eine verfehlte Bindung infolge unzureichenden Rührens. Die Fertigung gekrümmter RRS-Nähte an den Al-Legierungen 7000 zur Anwendung für die Luftfahrt wird derzeit untersucht. Schweißspezifikationen für das RRS-Verfahren bestehen zur Zeit nur betriebsintern. (Görges, U.)
Friction stir welding takes off at Boeing
Rührreibschweißen startet bei Boeing
Welding Journal, New York ; 78 , 2 ; 35-39
1999
5 Seiten, 5 Bilder
Aufsatz (Zeitschrift)
Englisch
Reibschweißen , Luftfahrtindustrie , automatische Regelung , Raketenbau , Raumfahrtindustrie , Aluminiumlegierung , Kostensenkung , Schweißfehler , Zugfestigkeit , Bruchzähigkeit , Dauerfestigkeit , Automatisierung , Kamera , Längsnaht , Ultraschallprüfung , Einbrand (Schweißnaht) , Schweißnaht , Spezifikation (Normung) , Leichtbauweise
Applications of friction stir welding at the Boeing Company
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