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Schweißgerechte Struktur- und Prozessstrategien im Flugzeugbau

Autor :Holger Gruss
Herkunft :OvGU Magdeburg, Fakultät für Maschinenbau
Datum :23.09.2008
 
Dokumente :
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Typ :Dissertation
Format :Text
Kurzfassung :Ende der 1990er Jahre hielt der Laserstrahlschweißprozess im Flugzeugbau bei Airbus Einzug. Gewichtseinsparung und kürzere Fertigungszeiten waren die Hauptbeweggründe. Die geschweißte Konstruktion basiert dabei auf der Nietbauweise, wodurch die Schnittstellen zu den genieteten Nachbarsektionen beibehalten wurden. Seitdem hat sich de facto weder bei den Werkstoffsystemen, noch bei der Bauweise sowie bei der Prozessführung kaum etwas geändert. Die Ursachen dafür sind vielschichtiger Natur. Sie liegen zum einen im Schweißen einer „Nietstruktur“, das kaum konstruktive Gestaltungsmöglichkeiten zulässt, und zum anderen im Umgang mit der Schweißbarkeit insbesondere die Sichtweise auf die Heißrissthematik, die unterschiedlich gehandhabt und oftmals nicht im Gesamtkontext der Schweißbarkeit betrachtet wird, begründet. Damit der Laserstrahlschweißprozess zukünftig auch auf die als schweißkritisch geltenden Aluminium-Kupfer-Lithium-Legierungen angewandt werden kann, leiten sich die Schwerpunkte dieser Arbeit ab. Zunächst wird eine auf die reale Haut-Stringer-Verbindung ausgelegte selbstbeanspruchte Heißrissprüfung für die experimentelle Versuchsdurchführung entwickelt und numerisch simuliert. Die Beurteilung der Heißrisssicherheit basiert auf Grundlage der Schweißnahtgeometrie. Die Quantifizierbarkeit der Heißrissergebnisse erfolgt im Experiment durch die Steghöhe und in der numerischen Berechnung durch die TIS-bezogenen Bauteilquerverschiebungen. Mit Hilfe des selbstbeanspruchten Heißrissprüfverfahrens und der numerischen Schweißsimulation werden verschiedene Heißrissvermeidende und –minimierende Ansätze untersucht. Darunter fallen Maßnahmen wie die Optimierung der Streckenenergie, die Auslegung einer Heftstrategie, die vereinfachte Bereitstellung des Zusatzwerkstoffes in Form eines U-Profils sowie die Reduzierung des lokalen Wärmeeintrags durch das beidseitige Schweißen mit Strahlversatz in Schweißrichtung. Zum Schluss erfolgt durch den Heißrisstolerierenden Ansatz eine integrale Betrachtung des Strukturverhaltens der Haut-Stringer-Verbindung im Flugbetrieb und während des Schweißens. Jeweils eine Aussparung an den Stringerenden führt zu einer Erhöhung der Heißrisssicherheit und zu einer Verringerung der lokalen Kerbspannungen des tragenden Schweißnahtbereichs.
Schlagwörter :Aluminium, Fuselage,Fuselage Construction, Hot Cracking, Laser Beam Welding, Stringer, Weldability
Welding, Welding Process, Airbus, A318, A380, AA6013, AA6056
Rechte :Dieses Dokument ist urheberrechtlich geschützt.
Größe :X, 140 S., Anh.
 
Erstellt am :21.11.2008 - 09:52:09
Letzte Änderung :22.04.2010 - 08:45:21
MyCoRe ID :HALCoRe_document_00005394
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