hakkında şirket haberleri Popüler bilim makalesi: SpaceX'in yıldız gemisi için hangi malzemeler kullanılıyor?

SpaceX Starship kaynak teknolojisinin evrimsel yolu. Başlangıçta SpaceX, Starship'i hafif karbon fiberden yapmayı planlıyordu, ancak ısıya dayanıklı olmadığı için nihayetinde ekonomik ve dayanıklı paslanmaz çeliği seçti. Ancak, paslanmaz çeliğin kaynak işlemi zordu ve SpaceX, TIG kaynağı, lazer kaynağı, robotik kaynak ve sürtünme karıştırma kaynağı gibi teknikler de dahil olmak üzere sürekli denemeler ve iyileştirmeler yoluyla Starship'in mükemmel kaynağını başardı. Bu tekniklerin uygulanması, kaynağın hassasiyetini ve mukavemetini artırmakla kalmadı, aynı zamanda Starship'in görünümünü de iyileştirdi. Starship'in başarılı kaynağı, gelecekteki fırlatmalar için sağlam bir temel oluşturdu.

Starship'in ana malzeme bileşimi

SpaceX'in Starship'inin çok sayıda yörünge altı test uçuşu ve kurtarma işlemi olmasaydı, muhtemelen kimse Musk'ın paslanmaz çeliği seçeceğini düşünmezdi.

Eğer Starship havalanmadan önce yurt içi profesyonel bir ortamda veya internette birisi paslanmaz çeliğin gerçekten gökyüzüne uçabileceğini söyleseydi, muhtemelen netizenler tarafından hayat sorgulamaya kadar eleştirilirdi.

Ancak Musk, Starship roketinde büyük miktarda paslanmaz çelik malzeme, özellikle 300 serisi paslanmaz çelik ve kendi geliştirdiği 30X paslanmaz çelik kullanmış, bu da roketin üretim maliyetini düşürmekle kalmamış, aynı zamanda performansını ve dayanıklılığını da artırmıştır.

Starship'in ana malzemesi paslanmaz çeliktir, özellikle SpaceX'in kendi geliştirdiği 30X paslanmaz çelik.

30X paslanmaz çeliğin birçok avantajı vardır: düşük maliyet, kilogram başına yaklaşık 4 dolar; İyi düşük sıcaklık performansı, düşük sıcaklıklarda önemli ölçüde artan mukavemet ile sıvı oksijen ve metan yakıtlarının depolanması için uygundur; İşlem nispeten basittir ve düşük sıcaklık ortamında haddeleme ile istenen yapı oluşturulabilir; Güçlü ısı direnci, kalın yalıtım katmanlarına gerek kalmadan 800 ila 1000 derece Celsius sıcaklıklarda yeterli mukavemeti korur; Yapısal mukavemet yeterlidir ve ok tasarımı yalnızca bir kat paslanmaz çelik malzeme gerektirir, bu da ağırlığı azaltır ve yapıyı basitleştirir.

Paslanmaz çeliğe ek olarak, Starship bazı kilit parçalarda karbon fiber ve alüminyum-lityum alaşımı gibi malzemeler de kullanmaktadır. Ayrıca, Starship'in ısı kalkanı, uçağın atmosfere girdiğinde koruma sağlamak için yaklaşık 18.000 altıgen siyah karodan oluşmaktadır.

Starship esas olarak aşağıdaki kaynak işlemlerini kullanır:

TIG kaynağı ve lazer kaynağı

Hem TIG kaynağı hem de lazer kaynağı SpaceX'in kaynaklarında kullanılmaktadır. Tungsten inert gaz kaynağı olarak da bilinen TIG kaynağı, paslanmaz çelik gibi çeşitli metal malzemeleri kaynaklamak için kullanılabilir. Yüksek kaliteli kaynak dikişleri, kararlı kaynak işlemi, güzel kaynak görünümü, yüksek kaynak mukavemeti sağlayabilir ve Starship'in kritik parçalarının kaynağı için uygundur. Öte yandan, lazer kaynağı yüksek enerji yoğunluğu, hızlı kaynak hızı, küçük ısıdan etkilenen bölge ve kaynak dikişlerinin büyük derinlik-genişlik oranı avantajlarına sahiptir. Yüksek hassasiyetli ve yüksek kaliteli kaynak gerçekleştirebilir ve Starship'in ince duvarlı yapısal bileşenleri ve kaynak deformasyon kontrolü için yüksek gereksinimleri olan parçalar için uygundur.

Ark kaynağı

Ark kaynağı, Starship'in erken su kulesi versiyonlarında kullanılmıştır. Ark kaynağı, elektrot ve iş parçası arasında oluşan arkın ısısıyla metali eriten yaygın bir kaynak yöntemidir. Ekipman basittir, maliyeti düşüktür, operasyon esnektir ve çeşitli metal malzemelerin ve farklı kalınlıktaki yapısal parçaların kaynağı için kullanılabilir, ancak kaynak kalitesi ve hassasiyeti TIG kaynağı ve lazer kaynağına göre biraz daha düşük olabilir, kaynak deformasyonu büyüktür ve sonraki düzeltme işlemi gereklidir vb.

Sürtünme karıştırma kaynağı

SpaceX'in şu anda sürtünme karıştırma kaynağı kullandığı bildiriliyor. Sürtünme karıştırma kaynağı, 1991 yılında İngiliz Kaynak Enstitüsü tarafından icat edilen yeni bir kaynak işlemidir. Sürtünme prensibini kullanır. Kaynaklanacak iki metal plakanın bağlantı noktasına yüksek hızlı dönen bir matkap ucu yerleştirilir. Matkap ucunun yüksek hızlı dönüşünden kaynaklanan sürtünme, temas halindeki metal atomlarının metal içinde hızla hareket etmesine ve yayılmasına neden olarak iki metal plakayı birleştirir. Bu kaynak işlemi, sıçrama olmaması, erime noktası olmaması, yüksek kaynak kalitesi ve küçük kaynak deformasyonu avantajlarına sahiptir ve starship'in geniş alanlı plaka kaynağı ve yapısal bileşen bağlantısı için uygundur.

Sürtünme karıştırma kaynağının ana avantajları şunlardır:

1.

Yüksek kaynak kalitesi: Sürtünme karıştırma kaynağının kaynak dikişi, plastik bir durumda ekstrüzyonla tamamlanır ve katı fazlı kaynağa aittir. Bu nedenle, çatlaklar, inklüzyonlar, gözenekler ve alaşım elementlerinin yanması gibi metalurjik katılaşma ile ilgili bazı kusurlar üretmez. Kaynak dikişinin performansı ana malzemenin performansına yakındır ve mekanik özellikleri mükemmeldir.

2.

Düşük ısı girdisi: Sürtünme karıştırma kaynağında, füzyon kaynağına kıyasla ısı girdisi nispeten küçüktür ve birleştirmede metal erimesi yoktur, bu da onu bir katı hal kaynak işlemi yapar. Bu, ana malzemenin metalurjik özelliklerinin korunmasına yardımcı olur ve metal matris kompozitleri ve füzyon kaynağı ile olumsuz reaksiyonları olan hızlı sertleşen malzemeler gibi malzemeleri kaynaklayabilir.

3.

Enerji tasarruflu ve çevre dostu: Sürtünme karıştırma kaynağı tel ve koruyucu gaz eklenmesini gerektirmez ve kaynak işlemi sırasında duman, sıçrama veya zararlı radyasyon üretmez. Yeşil ve çevre dostu bir kaynak yöntemidir.

4.

Geniş uygulama alanı: MIG kaynağı ile kaynaklanması zor olan 2 serisi ve 7 serisi alaşımlar dahil olmak üzere tüm alüminyum alaşımı sınıflarını kaynaklayabilir. Ek olarak, sürtünme karıştırma kaynağı farklı malzeme kaynağı için uygundur ve sıcak çatlaklara duyarlı malzemeleri kaynaklayabilir.

5.

Kolay kullanım: sürtünme karıştırma kaynağı mekanizasyon ve otomasyon için kolaydır, basit ekipman, düşük enerji tüketimi ve çalışma ortamı için düşük gereksinimleri vardır. Kaynak işlemi dolgu malzemesi veya koruyucu gaz gerektirmez, bu da kaynak prosedürünü basitleştirir.

6.

Mükemmel birleşim performansı: kaynaklı birleşimin mekanik özellikleri, özellikle yorulma direnci mükemmeldir. Kaynak metali plastik akış üretir ve birleşim sütunlu kristaller gibi yapılar üretmez. Tane inceltme, birleşimin mekanik özelliklerinin iyileştirilmesine faydalıdır.

7.

Kontrolü kolay: Sürtünme karıştırma kaynağı, kaynak işlemi parametrelerinin hassas kontrolünü, ayrıca kaynak spesifikasyon parametrelerinin dijital girişini, kontrolünü ve kaydını sağlamak kolaydır.

Otomatik kaynak teknolojisi

SpaceX, Starship üretiminde otomatik kaynak için kaynak robotlarını yaygın olarak kullanmaktadır. Otomatik kaynak teknolojisi, kaynak işleminin hassas kontrolünü sağlamak için gelişmiş kontrol sistemleri ve sensörler kullanır, kaynak dikişinin şekli, boyutu ve konumunda tutarlılık sağlar, kaynak işlemindeki insan hatasını azaltır, kaynağın güvenilirliğini ve kararlılığını artırır, aynı zamanda üretim verimliliğini artırır ve kaynak kalitesinin kararlılığını ve tutarlılığını sağlar.

Kaynak kalitesini sağlamak için SpaceX, kaynak üzerinde sıkı denetimler ve işlemler yürütmektedir. Erken dönemlerde, kaynak başarısızlığı riskini azaltmak için kaynak yüzeyini zımparalayarak keskin kenarlar ve küçük çatlaklar gibi kusurlar giderilmiştir. Aynı zamanda, kaynak işlemi sırasındaki işlem parametreleri ve operasyon prosedürleri sürekli olarak optimize edilerek bireysel kaynakların sayısı ve potansiyel arıza noktaları azaltılmış ve genel yapının güvenilirliği artırılmıştır.

Özetle, SpaceX Starship kaynağı, lazer kaynağı, sürtünme karıştırma kaynağı, TIG kaynağı vb. birleşimidir. Bin mil yolculuk tek bir adımla başlar. Umarım giderek daha fazla teknoloji şirketi yenilik yapar ve gelişir, büyük hayaller kurar, her adımı sağlam atar, sürekli değişir ve yenilik yapar ve akıllı üretim yolunda yürür.