Die Treibstofftanks des europäischen, automatisch an die Raumstation ISS ankoppelnden, Versorgers ATV (Automated Transfer Vehicle) werden erstmals überwiegend aus der Beta-Legierung Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn (Ti-15-3) mit Hilfe eines speziellen, kostengünstigen Drück-Kaltumformverfahrens aus Blech hergestellt und mit kleineren Standard-Schmiedestücken aus der bekannten Legierung Ti-6Al-4V (Ti-6-4) zum Gesamttank verschweisst. Somit können grosse und teure Schmiedestücke mit langer Lieferzeit substituiert werden. Allerdings muss der Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit der Schweissprozesse sowie den zugehörigen Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung gesteigerte Aufmerksamkeit geschenkt werden. Als Schweissverfahren kommt aus Metallurgie- und Verzugs-Gründen bevorzugt das EB-Schweissen zur Anwendung, ergänzt um das WIG-Schweissen ohne Zusatz für untergeordnete Strukturen bzw. Spezialfälle und mit Zusatz für den Fall notwendiger Reparaturen. Die Nähte der Mischung aus Ti-6-4 und Ti-15-3 weisen nach Schweissen und Auslagerungs-Wärmebehandlung einige Besonderheiten hinsichtlich ihrer Eigenschaften auf. Um dem für den Tankinnenraum geforderten Reinheitsgrad sowie der Zugänglichkeit für die zerstörungsfreie Prüfung Rechnung zu tragen, wurden spezielle Montageabläufe und Schweissprozess-Parameter entwickelt. Die durch entsprechende Materialtests, Berechnungen, zerstörungsfreie Prüfungen und Bersttests am Gesamttank qualifizierten Ergebnisse weisen den Weg zu weiteren, konkurrenzfähigen Anwendungen nicht nur auf Treibstofftanks, sondern auch auf Hochdrucktanks für die Raumfahrt.
Welding of titanium propellant tanks for spacecraft
Schweißen von Titan-Treibstofftanks für die Raumfahrt
2004
7 Seiten, 8 Bilder, 1 Quelle
Conference paper
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