Schweißtechnik trifft Forschung

Elektronenstrahlschweißen unterstützt Fusionsreaktorforschung

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Tonnenschwere Teile relativ schnell fügen

Aufgrund der Zusammenarbeit mit internationalen Unternehmen muss im Rahmen des gesamten Projekts ein strenger Zeitplan eingehalten werden. Denn die Teile werden vor und nach den Schweißungen an anderer Stelle weiterbearbeitet. Dank der hohen Energiekonzentration im Fokuspunkt des Elektronenstrahls, welche eine hohe Leistungsdichte ermöglicht, sind sehr schnelle Schweißgeschwindigkeiten möglich. Diese Schnelligkeit und die damit einhergehende hohe Produktivität und Effizienz sind bis heute wichtig, um im Zeitplan zu bleiben. Zudem unterstützen die im Unternehmen implementierten robusten Organisationsstrukturen die Einhaltung der Zeitvorgaben sowie der hohen Qualitätsstandards des Nuklear-Codes.

Fast keine Schweißnaht gleicht der anderen

Eine weitere Herausforderung sind die Schweißaufgaben selbst: Anders als bei einer normalen Auftragsfertigung, bei der meist mehrere tausend Teile vom gleichen Typ gefertigt werden, ist in diesem Fall jede Aufgabe anders, immer wieder müssen sich die Schweißer auf neue Nähte einlassen: von Bauteilen mit einer Nahtlänge von 240 mm bis hin zu 6 m. Darüber hinaus wurde noch nie zuvor ein Forschungsprojekt dieser Größenordnung durchgeführt, deshalb müssen immer wieder Verzögerungen in Kauf genommen werden. „Das Projekt ist höchst anspruchsvoll, sowohl aus technischer als auch aus organisatorischer Sicht. Dennoch sind wir stolz darauf, am größten Experiment der Menschheit mitzuarbeiten. Zudem sehen wir uns, aufgrund der gesammelten Erfahrungen, für zukünftige Projekte eines solchen Ausmaßes mehr als gewappnet“, so Löwer.

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Nichts geht ohne digitale Unterstützung

Bei der Elektronenstrahltechnologie laufen sämtliche Prozesse digital ab, von der Nahtsuche bis zur Kontrolle. Die Naht wird anschließend in einem Durchgang und mit höchster Präzision und Genauigkeit geschweißt. Darüber hinaus wird vergleichsweise wenig Energie in das Bauteil gebracht, wodurch nahezu verzugsfrei geschweißt werden kann und eine extreme Langzeitstabilität sowie eine hohe Maßhaltigkeit realisiert werden können. Letzteres ist für die Passgenauigkeit der meterlangen ITER-Bauteile höchst entscheidend – Verzug darf höchstens im Millimeterbereich oder darunter stattfinden.

Am Ende werden es 2400 m Schweißnaht sein

Der Prozess des Schweißens findet im Vakuum statt, wodurch die Naht besonders rein bleibt und Nahtfehler minimiert werden. Bei diesem speziellen Projekt werden die Nähte im Nachgang außerdem in einem Röntgenbunker geprüft.

Nach Abschluss des Projekts im Frühjahr 2020 wird pro-beam insgesamt 470 Komponenten mit mehr als 1800 Schweißnähten und über 2,4 km Naht geschweißt haben. In Betrieb genommen wird der experimentelle Reaktor nach derzeitigem Stand erstmals im Jahr 2025.

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