wiadomości o firmie Artykuł popularnonaukowy: Z jakich materiałów wykonany jest Starship SpaceX? Jakie metody spawania są stosowane?

Początkowo SpaceX planował zbudować statek z lekkiego włókna węglowego, ale ponieważ nie był odporny na ciepło,Ostatecznie wybrała ekonomiczną i trwałą stal nierdzewną.Jednak proces spawania stali nierdzewnej był trudny, a SpaceX udało się osiągnąć doskonałe spawanie statku poprzez ciągłe próby i ulepszenia.w tym techniki takie jak spawanie TIG, spawanie laserowe, spawanie robotyczne i spawanie na tarcie.Ale także poprawiła wygląd statku.Udane spawanie statku stworzyło solidne podstawy dla przyszłych startów.

Główny skład materiału statku

Gdyby nie liczne podorbitalne loty testowe i odzyskiwanie statku SpaceX, prawdopodobnie nikt by nie pomyślał, że Musk wybierze stali nierdzewnej.

Gdyby ktoś powiedział w profesjonalnym otoczeniu domowym lub w Internecie, zanim Starship wystartował, że stal nierdzewna może naprawdę latać w niebie,Być może byli krytykowani przez internautów do tego stopnia, że zaczęli kwestionować życie.

Musk jednak użył dużej ilości materiałów ze stali nierdzewnej na rakietę Starship, szczególnie ze stali nierdzewnej serii 300 i samodzielnie opracowanej stali nierdzewnej 30X,co nie tylko obniżyło koszty produkcji rakiety, ale także zwiększyło jej wydajność i trwałość..

Głównym materiałem Starship jest stal nierdzewna, zwłaszcza samodzielnie opracowana przez SpaceX stal nierdzewna 30X.

Stal nierdzewna 30X ma wiele zalet: niskie koszty, około 4 $ za kilogram; Dobre działanie w niskich temperaturach, ze znacznym wzrostem wytrzymałości w niskich temperaturach,odpowiedni do magazynowania ciekłego tlenu i paliw metanowychProces ten jest stosunkowo prosty, a pożądaną strukturę można utworzyć poprzez walcowanie w środowisku o niskiej temperaturze.utrzymanie wystarczającej wytrzymałości w temperaturze od 800 do 1000 stopni Celsjusza bez konieczności twardych warstw izolacyjnych; wytrzymałość konstrukcyjna jest wystarczająca, a konstrukcja strzałki wymaga jedynie warstwy materiału ze stali nierdzewnej, co zmniejsza masę i upraszcza strukturę.

Oprócz stali nierdzewnej, Starship wykorzystuje również materiały takie jak włókno węglowe i stop aluminium-litium w niektórych kluczowych częściach.000 sześciokątnych czarnych płytek chroniących w momencie wejścia samolotu w atmosferę.

Statek kosmiczny wykorzystuje głównie następujący proces spawania:

Spawanie TIG i spawanie laserowe

W spawaniu SpaceX wykorzystuje się zarówno spawanie TIG, jak i spawanie laserem.Może zapewnić wysokiej jakości szwy spawane, stabilny proces spawania, piękny wygląd spawania, wysoka wytrzymałość spawania i nadaje się do spawania części krytycznych Starship.ma zalety wysokiej gęstości energii, szybka prędkość spawania, mała strefa cieplna i duży stosunek głębokości do szerokości szwów spawania.i nadaje się do cienkich elementów konstrukcyjnych Starship i części o wysokich wymaganiach w zakresie kontroli deformacji spawania.

Spawanie łukowe

Spawanie łukowe jest powszechną metodą spawania, która topi metal ciepłem łuku wytwarzanego między elektrodą a przedmiotem.Sprzęt jest prosty., koszt jest niski, obsługa elastyczna i może być stosowana do spawania różnych materiałów metalowych i części konstrukcyjnych o różnej grubości,ale jakość spawania i precyzja mogą być nieco niższe niż spawanie TIG i spawanie laserowe, deformacja spawania jest duża, a następnie wymagana jest obróbka wyrównania itp.

Zgrzewanie mieszane przez tarcie

Według doniesień SpaceX wykorzystuje obecnie spawanie przez tarcie, który jest nowym rodzajem procesu spawania wynalezionego przez British Welding Institute w 1991 roku.Używa zasady tarcia.Włącza się wiertarkę obracającą się z dużą prędkością do połączenia dwóch płyt metalowych, które mają być spawane.Tarcie generowane przez dużą prędkość obrotu wiertarki powoduje, że atomy metalu w kontakcie się poruszają i szybko się rozpraszają w metaluProces ten ma zalety braku rozpraszania, braku punktu stopienia, wysokiej jakości spawania i niewielkiej deformacji spawania,i nadaje się do spawania płyt o dużej powierzchni i połączenia elementów konstrukcyjnych statków kosmicznych.

Główne zalety spawania na tarcie obejmują:

1.

Wysoka jakość spawania: Spoj spawania w spawaniu na tarcie jest zakończony przez wytłaczanie w stanie plastikowym i należy do spawania w fazie stałej.nie wywołuje pewnych wad związanych z utwardzeniem metalurgicznym, takie jak pęknięcia, włączenia, pory i spalanie elementów stopu itp. Wydajność szwu spawania jest bliska wydajności materiału podstawowego, a właściwości mechaniczne są doskonałe.

2.

W przypadku spawania przez tarcie, w stosunku do spawania fuzyjnego, wprowadzane ciepło jest stosunkowo niewielkie, a metal nie topi się w połączeniu.co czyni go procesem spawania w stanie stałym. This helps maintain the metallurgical properties of the base material and can weld materials such as metal matrix composites and fast-setting materials that would have adverse reactions with fusion welding.

3.

Oszczędność energii i przyjazne dla środowiska: spawanie przez tarcie nie wymaga dodania drutu i gazu osłonowego, nie wytwarza dymu,rozpraszanie lub szkodliwe promieniowanie podczas procesu spawaniaJest to ekologiczna i przyjazna dla środowiska metoda spawania.

4.

Używa się go w szerokim zakresie zastosowań: może spawać wszystkie gatunki stopów aluminium, w tym stopy z serii 2 i serii 7, które są trudne do spawania spawaniem MIG.spawanie na tarcie jest odpowiednie do spawania różnych materiałów i może spawać materiały wrażliwe na gorące pęknięcia.

5.

Łatwe w obsłudze: spawanie przez tarcie jest łatwe do mechanizacji i automatyzacji, z prostym sprzętem, niskim zużyciem energii i niskimi wymaganiami dla środowiska pracy.Proces spawania nie wymaga materiału wypełniającego ani gazu ochronnego, uproszczając procedurę spawania.

6.

Wydajność złącza: właściwości mechaniczne spawanego złącza, zwłaszcza odporność na zmęczenie, są doskonałe.i staw nie wytwarza struktur takich jak kryształy kolumnoweOczyszczanie ziarna jest korzystne dla poprawy właściwości mechanicznych stawu.

7.

Używa się urządzenia utrzymującego miejsce0 Łatwe w obsłudze: spawanie poprzez tarcie jest łatwe do osiągnięcia precyzyjnej kontroli procesu spawania, a także cyfrowego wejścia,kontrola i rejestracja parametrów specyfikacji spawania.

Technologia automatycznego spawania

SpaceX szeroko wykorzystuje roboty spawalnicze do automatycznego spawania w produkcji statków kosmicznych.Technologia automatycznego spawania wykorzystuje zaawansowane systemy sterowania i czujniki w celu dokładnej kontroli procesu spawania, zapewniając spójność kształtu, wielkości i położenia szwu spawania, zmniejszając błędy ludzkie w procesie spawania, poprawiając niezawodność i stabilność spawania,jednocześnie zwiększając wydajność produkcji i zapewniając stabilność i spójność jakości spawania.

Aby zapewnić jakość spawania, SpaceX przeprowadza ścisłe inspekcje i zabiegi na spawaniu.wady takie jak ostre krawędzie i małe pęknięcia zostały usunięte poprzez szlifowanie powierzchni spawania w celu zmniejszenia ryzyka awarii spawaniaW tym samym czasie, the process parameters and operation procedures were constantly optimized during the welding process to reduce the number of individual welds and potential failure points and improve the reliability of the overall structure.

Podsumowując, spawanie statków kosmicznych SpaceX to połączenie spawania laserowego, spawania tarcia, spawania TIG itp. Podróż tysiąca mil zaczyna się od jednego kroku.Mam nadzieję, że coraz więcej przedsiębiorstw technologicznych będzie innować i rozwijać, mieć wielkie marzenia, podejmować każdy krok stabilnie, stale zmieniać i wprowadzać innowacje, i kroczyć drogą inteligentnej produkcji.