Durch seine Festigkeitseigenschaften, seinem spezifischen Gewicht, der hohen Ermüdungsfestigkeit und guten Kriechbeständigkeit ist Titan für den Flugzeugbau prädestiniert. Beim Mehrzweckkampfflugzeug TORNADO wird die Legierung 'Ti 6 Al 4V (3.7164)' verwendet. Dieser Werkstoff zählt zu den aushärtbaren Titanlegierungen. Üblicherweise wird sie im geglühten Zustand mit einer Festigkeit von circa 1000 MPa eingesetzt, was den weiteren Fertigungsablauf vereinfacht. Zur Erzielung optimaler Eigenschaften sind eng begrenzte Umformbedingungen einzuhalten. Angestrebt werden gleichmäßige alpha+ beta-Gefüge, welche auch bei großen Halbzeugquerschnitten zu erreichen sind. Zum Elektronenstrahlschweißen hatte man sich nach einer gründlichen Untersuchung und Auswertung aller relevanten Fakten entschlossen. Die Wahl für dieses Verfahren begründet sich in erster Linie aus den Nachteilen anderer Fertigungs- und Montageverfahren. Entscheidend waren Vorteile wie rechteckige und schmale Nahtform, Verhältnis Nahthöhe zu -breite bis zu 40 : 1 und die Verschweißbarkeit komplizierter Werkstücke weitgehend ohne Verzug und Verformung. Weitere Vorteile waren extreme Nahtreinheit durch Schweißen im Vakuum, geringe Wärmeeinflusszone im Grundmaterial, Schweißen an mit herkömmlichen Verfahren nicht erreichbaren Stellen, exakte Reproduzier- und Dosierbarkeit der Schweißparameter sowie das Verschweißen unterschiedlicher Werkstoffe. Für die Wahl des Schweißmaschinensystems war die geometrische Vorgabe des Flügelkastens ausschlaggebend. Daraus resultierte eine Niederspannungsanlage mit beweglicher Kanone. Mit dieser Anlage sind bezüglich Titanlegierungen Wandstärken von ca. 0,5 mm bis 60 mm zuverlässig zu verschweißen. Aufgrund der Auslegung des in den Gesamtforderungen sehr komplexen Flügelkastens musste ein entsprechend umfangreiches Vorversuchsprogramm durchgeführt werden. Die Besonderheiten des Elektronenstrahlschweißens mussten dabei in der konstruktiven Ausführung berücksichtigt werden. Im Vergleich zu anderen Schweißverfahren ist beim Elektronenstrahlschweißen eine aufwändige und exakte Nahtvorbereitung notwendig.


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    Title :

    Elektronenstrahlschweißen einer dynamisch hoch belasteten Flugzeugzellenstruktur aus der Titanlegierung Ti6Al4V am Beispiel des Mehrzweckkampfflugzeuges TORNADO


    Contributors:


    Publication date :

    2006


    Size :

    19 Seiten, 27 Bilder, 3 Tabellen, 12 Quellen


    Type of media :

    Conference paper


    Type of material :

    Print


    Language :

    German





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