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Zertifizierbare Verbindungsarten in der Kryotechnik

BMWI

Dr. rer. nat. Andreas Kade

+49-351-4081-5117

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Lösbare und unlösbare Verbindungen, Stoffschluss / Formschluss / Kraftschluss

Die Anwendungen der Kryo- und Vakuumtechnik stellen besondere Anforderungen an die Fügetechnologien. Zur Ermittlung der geeigneten Verbindungstechnologie müssen die Anwendungsparameter wie Temperatur, Druck (Über- und Unterdruck), Leckrate, Werkstoffe, Oberflächenbeschaffenheit, Strahlenbeständigkeit, magnetische Permeabilität usw. berücksichtigt werden.

Aufgrund steigender Qualitätsanforderungen, auch im nicht durch Normen geregelten Bereich, müssen die Fügetechnologien immer mehr einer Zertifizierung bzw. Qualifizierung unterzogen werden, z.B. nach Druckgeräterichtlinie 2014/68/EU. Dies erfordert hinreichende Auslegung und Prüfung.

Alternative zur Galvanisierung: kaltgasgespritzte Kupferschicht (> 2 mm) mit anschließender Gewindeeinbringung

Innovationen

Die angestrebten Innovationen beziehen sich auf komplette kryogene Systeme, bei denen die Prozesskette von Raumtemperatur bis zum Tieftemperaturbereich unter den jeweils geforderten Spezifikationen berücksichtigt wird.

Entwicklung von anwendungsbezogenen Verbindungstechnologien mit definierten Anforderungen und daraus ableitbaren mechanischen Grenzwerten
Untersuchung von existierenden Verbindungstechnologien hinsichtlich ihrer Eignung mit anschließender Weiterentwicklung zu sicheren und funktionalen Technologien
Analysierung und Festlegung von Anwendungsgrenzen mit dem Ziel einer möglichen Zertifizierung und der anschließenden Konformität mit europäischen Richtlinien

Projektziele

Beispiel einer zu untersuchenden Verbindung zwischen 2 Werkstoffen (Stahl und PET) mittels Schneidkante bei -90°C

Anwendungsbezogene Eignungsuntersuchung verschiedener Verbindungs-technologien
Weiterentwicklung und Anpassung vorhandener Fügetechnologien an die Anforderungen der Kryo- und Vakuumtechnik
Untersuchungen zu Werkstoffpaarungen
Untersuchungen zu Bauteilgeometrien und deren Einfluss auf die Verbindung
Ermittlung von Prozessparametern (z. B. WIG-Schweißen, Hartlöten,…)
Ermittlung von Prüfgrenzwerten, vor allen bei Prüfkörpern, welche von der Norm abweichen müssen
Berechnung nach gängigen Regelwerken, Simulation (FEM, …) und Prüfung
Realisierung und Zertifizierung ausgewählter Fügetechnologien

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