Elektronenstrahlschweissen

Pro-Beam: Elektronenstrahl als ideale Fügetechnologie für die Luftfahrt

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Als zusätzliche Funktion kann der Elektronenstrahl zur Beobachtung der Schweisssituation und zur automatischen Positionierung verwendet werden. Dabei werden Rückstreuelektronen ähnlich einem Rasterelektronenmikroskop von Sensorplatten aufgefangen. Die nachgeschaltete Elektronik verwandelt das erfasste Signal in ein digitales Bild. Die gewonnene Bildinformation wird zur Beobachtung der Schweisssituation und des Schweissvorgangs verwendet und bildet die Grundlage für die automatische Strahlpositionierung.

Schlanke und parallele Schweissnahtgeometrie

Seit Mitte der 1960er Jahre wird in der Luft- und Raumfahrtindustrie mit dem Elektronenstrahl (EB) geschweisst, da diese Branche reaktive Werkstoffe wie Titan- oder Zirkonium-Legierungen einsetzt. Die Schutzgase zum Schweissen dieser Werkstoffe waren damals nicht rein genug, um gute Schweissnähte zu liefern. Wasserstoffversprödung war, neben der Verunreinigung durch Sauerstoff und Stickstoff, das Hauptproblem. Alle hochfesten Werkstoffe reagieren empfindlich auf Veränderungen der Gefügestruktur, weshalb ein Schweissprozess mit geringer Wärmeeinbringung und kleiner Wärmeeinflusszone bevorzugt wird. Damit werden qualitätsreduzierende Einflüsse, wie zum Beispiel Verzug, Wärmebeeinflussung oder Bauteileigenspannungen, minimiert. Das Elektronenstrahlschweissen ist der bevorzugte Prozess, um Nickelbasis-Superlegierungen oder Titanlegierungen und selbst Stahl- oder Aluminiumstrukturen für Flugzeuge zu fügen. Darüber hinaus ist die schlanke und parallele Schweissnahtgeometrie gut geeignet für eine zerstörungsfreie Prüfung.

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Heutzutage möchten Flottenbetreiber bestehende Flugzeugkomponenten so spät wie möglich durch neue ersetzen. Die hohen Anforderungen an Sicherheit, Qualität und Wirtschaftlichkeit stellen MRO-Betriebe (Anbieter für die Flugzeuginstandhaltung – Maintenance, Repair and Overhaul) vor grosse Herausforderungen.

Forschung und Entwicklung führen zu innovativen Lösungen

SR Technics, eines der weltweit grössten, unabhängigen Unternehmen in diesem Bereich, stellt sich diesen Herausforderungen und ist stets bestrebt, durch Forschung und Entwicklung neue, innovative Lösungen für die Kunden zu entwickeln. Aktuell läuft ein Projekt in Zusammenarbeit mit der Zürcher Hochschule für angewandte Wissenschaften ZHAW in Winterthur und der Pro-Beam AG.

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