Technologie

Schwereloses Laserschweißen

21.06.2022 - Projekt untersucht den Einfluss der Gravitation auf Laserstrahlschweißprozesse.

Um Raumstationen auszustatten, müssen momentan noch vollständig montierte Bau­gruppen in den Weltraum transportiert werden. Dies beansprucht Laderaum und führt zu hohen Treibstoff­kosten. Eine Lösung für dieses Problem könnte das Laserstrahlschweißen sein: Mit Hilfe des Laser­strahl­schweißens könnten Anbau- oder Ersatz­teile direkt vor Ort aneinandergefügt werden. Und anstatt gesamte Baugruppen auszutauschen, könnten bestehende Ausstattungen flexibel erweitert, modifiziert oder repariert werden.

 

Im Weltraum sind jedoch viele Voraussetzungen für das Laser­strahl­schweißen anders als auf der Erde. Unter anderem sorgen Vakuum­bedingungen, Strahlung, elektrische und magnetische Felder dafür, dass Materialien und Prozesse sich anders verhalten. Wie genau sich Gravitation auf metallische Schmelzbäder auswirkt, wollen Forscher nun im Einstein-Elevator der Leibniz-Universität Hannover (LUH) untersuchen.

Konkret wollen sie unter anderem das Strömungs­verhalten für das Laserstrahlschweißen artgleicher sowie artungleicher Verbindungen aus Aluminium­legierungen und Stahlwerkstoffen untersuchen. Für die art­ungleichen Schweißnähte wollen die Wissenschaftler zusätzlich das Durch­mischungs­verhalten der Werkstoffe in der Schmelze analysieren. Weiterhin soll der Einfluss der bei Mikrogravitation stark reduzierten Konvektion auf das Schmelzbad sowie die resultierenden Füge­verbindungen untersucht werden.

Der Einstein-Elevator des HITec – Hannover Institute of Technology ist die Weiterentwicklung eines klassischen Fallturms, mit dem Experimente unter reduzierter Schwerkraft und Mikro­gravitation (entspricht annähernd Schwerelosigkeit) durch­geführt werden können. Die erreichbare Mikro­gravitation liegt bei unter 10-6 g, die maximale Versuchsdauer beträgt vier Sekunden. Der im Einstein-Elevator ohne Vakuum erreichbare Wert der Mikrogravitation liegt bei 10-4 g. Dieser Zustand entspricht beispiels­weise den Bedingungen auf der Inter­nationalen Raum­station ISS.

Laser Zentrum Hannover / DE

 

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