Damage Tolerance Verification Concept of the ARIANE 5 Booster Case Welded Interface

Abstract

In the course of an ARIANE 5 evolution program, the booster cases made of 48 CrMoNiV 4 10 high strength, low alloy steel will be modified such that 6 of the shear bolt connections will be replaced by EB-welds as illustrated in Fig. 1. The introduction of welds has been chosen to achieve the following goals: • Mass reduction • Cost reduction • Increase of reliability • Simplification of thermal insulation application The concept of the damage tolerance verification which is in progress for justification of the improved booster cases is presented. By a very detailed local approach based on the characterization of the properties and the mechanical behaviour of the different zones of a weld seam, the overall damage tolerance of the weld shall be derived. The achieved prediction model has been verified by different component tests and will finally be qualified by a full scale qualification test. Schadenstoleranzkonzept für die geschweißten Verbindungen der ARIANE 5 Boostergehäuse Im Rahmen eines ARIANE 5 Weiterentwicklungsprogramms sollen 6 Scherbolzenverbindungen des aus dem hochfesten, niedrig legierten Stahl 48 CrMoNiV 4 10 hergestellten Boostergehäuses durch elektronenstrahlgeschweißte Verbindungen ersetzt werden, siehe Abb. 1. Die Einführung geschweißter Verbindungen wurde beschlossen, um folgende Ziele zu erreichen: • Massenreduktion • Kosteneinsparung • Erhöhen der Zuverlässigkeit • Vereinfachung beim Einbringen der thermischen Isolierung Das zur Zeit entwickelte Konzept zur Überprüfung der Schadenstoleranz für den Nachweis der verbesserten Booster-Gehäuse wird vorgestellt. Durch einen sehr genauen lokalen Ansatz, der auf der Charakterisierung der Eigenschaften und des mechanischen Verhaltens der verschiedenen Zonen der Schweißnaht beruht, soll die Schadenstoleranz der Schweißnaht abgeleitet werden. Das Vorhersagemodell wurde mit verschiedenen Komponententests überprüft und soll mit einem Full-Scale-Bauteiltest abschließend qualifiziert werden.