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Leichtbaugarage #15 Rührreibschweißen bei Ariane 6

10. Februar 2022
von Luca Wilhelmy

Das Fahrzeug

In dieser Garage steht ein Fahrzeug, das hoch hinauffliegt. Die Ariane 6 ist die nächste Entwicklungsstufe nach der Ariane 5 Trägerrakete. Wie ihr Vorgänger, sollte sie ebenso zum Transport von verschiedenen Satellitenarten verwendet werden. Da ohnehin bereits jedes Kilo Nutzlast, das in den Orbit transportiert werden soll, über 10.000 Dollar kostet, wird auf lange Sicht die Reduzierung der Startkosten als Ziel gesetzt.


©SkywalkerPL - Ariane 6, CC BY 3.0

Die Technologie

Um langfristig eine Gewichtsreduktion der Ariane 6 und somit eine Kostenreduzierung zu erreichen, werden verschiedenste Technologien verwendet. Eine dieser Technologien ist das Rührreibschweißen (in Eng. Friction Stir Welding). Wie der Name bereits verrät, ist das Verfahren eine Art Schweißung. Dabei wird jedoch die Fügezone im Gegensatz zu herkömmlichen Schweißverfahren weniger erwärmt und eine wesentlich kleinere Schweißeinflusszone erzeugt, was sich positiv auf die mechanischen Eigenschaften auswirkt. Dies zeigt sich auch in denselben Materialkennwerten des Materials und der Schweißeinflusszone. Außerdem können Materialien und Materialkombinationen geschweißt werden, die sonst nicht schweißbar sind. Diese Vorteile werden bei der Ariane 6 Rakete zur Herstellung der Wasserstofftanks genutzt. Durch den Wechsel vom WIG-Schweißen hin zum Rührreibschweißen, kann zusätzlich noch die Rüstzeit von mehr als drei Stunden erheblich verkürzt werden. Hinzu kommt, dass Reibrührschweißen keine Zusatzwerkstoffe zum Schweißen benötigt, wodurch ein weiterer Kostenfaktor entfällt.

Der Leichtbauaspekt

Wie bereits dargelegt, ist das Ziel hierbei die Kostenreduktion. Zusätzlich wird durch die Maßnahmen eine Gewichtsreduktion erzielt, die sich ebenfalls positiv auf die Kostenentwicklung auswirkt. Ähnliches zeigt das Rührreibschweißen bereits in verschiedenen Anwendungen. So wurde die Technologie bereits in Fahrzeugen wie dem Ford GT (2004) oder Mercedes SL (2012) verwendet. Besonders bei dünnen Blechen zeigt das Rührreibschweißen große Vorteile, anders als bei üblichen Verfahren, die Blechdicke nicht erhöht werden muss. Durch die im Vergleich zu anderen Schweißtechnologien besseren mechanischen Eigenschaften, kann die Schwachstelle „Schweißnaht“ anders bewertet und somit das Bauteilgewicht reduzieren werden.

©MT Aerospace AG, Rührreibgeschweißter Wasserstofftank der Ariane 6

 

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