Aufgrund der hohen Anforderungen an die Werkstoffe, wie gute Festigkeit und Duktilität bei Tiefen und hohen Temperaturen an den Düsen sowie der Beständigkeit gegen Wasser- und Sauerstoff bei der Vulcain-Schubkammer bzw. N2O4 und MMH beim Aestus, kamen in erster Linie Nickel, Kobaltbasislegierungen bzw. austenitische Chrom-Nickel-Stähle zur Anwendung. Auch muß die Schweißbarkeit mit dem galvanischen Nickel der Brennkammergrundkörper gewährleistet sein. Für den Tieftemperaturbereich wurde der Werkstoff Inconel 718 (NiCr19Fe19NbMo) gewählt. Für die Triebwerke kommen zwei Schmelzschweißverfahren, das WIG-Schweißen und das Elektronenstrahlschweißen (EB) zum Einsatz. Als Schlüsseltechnologie hat sich das EB-Schweißen herauskristallisiert. Ohne diese Verfahrenstechnik mit ihren spezifischen Eigenschaften, wie geringe Wärmeeinbringung, geringer Verzug, hohe Zuverlässigkeit bei guter Wirtschaftlichkeit wäre die Herstellung dieser Triebwerke nicht möglich. Der Einspritzkopf besteht aus einem Dom Inco 718 Vakuumguss. Die Schweißnähte sind als Stumpfnähte mit Unterlippen ausgeführt, in denen der EB-Strahl endet. Dadurch wird eine Verschmutzung des Innenraumes durch Schweißspritzer vermieden. Für den Grundkörper des Einlaufrings werden zwei Ringkörperhälften aus geschmiedetem Inconel 718 durch EB-Schweißen zu einem Toroiden verbunden. Die Fixierung des Bauteils erfolgt durch eine Presspassung. Zur Zeit befinden sich Triebwerke für die ARIANE 5 in Entwicklung, deren Schubkraft wesentlich erhöht wird. Für die Oberstufe wird ein neues Triebwerk entwickelt, um auch diese mit kryogenen Treibstoffen anzutreiben. (Moderne Werkstoffe im Luft- und Raumfahrzeugbau, Berlin, D, 07.-08.06.2000) (Damitz, K.)
Schweißtechnische Fertigung von Triebwerken für die Raumfahrt
Welding technology for propulsion units in the space division
2000
7 Seiten, 8 Bilder, 2 Tabellen, 1 Quelle
Conference paper
German
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