Технология за заваряване чрез триене и разбъркване на батерии от магнезиева сплав за нови енергийни превозни средства

Поради нарастващия натиск като опазване на околната среда, енергоспестяване и намаляване на емисиите, въглероден пик и въглеродна неутралност, лекото тегло ще бъде неизбежна тенденция в автомобилното производство. Концепцията за лек произхожда от моторните спортове, нейното предимство е, че при предпоставката за поддържане на ефективността на безопасността, намаляването на теглото може да доведе до по-добро управление и ускорение; и реализацията на лекото производство на автомобили е главно чрез: структурен дизайн, приложение на нови материали и Новите материали са главно цветни метали като алуминий и магнезий.

В производството на автомобили материали като алуминиеви сплави и композитни конструкции от алуминий и стомана са заменили традиционните стоманени материали в ключови компоненти, докато магнезиевите сплави, като нов тип структурен материал, представляват относително малка част от автомобилното производство. В момента всяка кола в Европа и Съединените щати използва 5,8-23,6 кг части от магнезиева сплав, а консумацията на една кола в моята страна е под 10 кг. Причината е, че трудното заваряване на магнезиеви сплави е ключов технически проблем, който ограничава широкомащабното приложение на авточасти от магнезиеви сплави.

Много е трудно да се постигне висококачествено заваряване на магнезиеви сплави чрез заваряване чрез стопяване поради следните причини:

1. Поради силното окислително свойство на магнезия е лесно да се образува оксиден филм (MgO) по време на процеса на заваряване и е лесно да се образуват включвания в заваръчния шев, намалявайки ефективността на заваръчния шев. При висока температура магнезият също лесно влиза в химическа реакция с азота във въздуха, за да образува магнезиев нитрид, който отслабва работата на ставата. 

 2. Точката на кипене на магнезия не е висока, което ще доведе до лесното му изпаряване при високата температура на дъгата. 

 3. Поради високата топлопроводимост при заваряване на магнезиеви сплави се използват високомощен източник на топлина и високоскоростно заваряване, което е лесно да причини прегряване и растеж на зърното на метала в заваръчните и близките заваръчни зони. 

 4. Коефициентът на топлинно разширение на магнезиевата сплав е голям, което е около 1 до 2 пъти по-голямо от това на алуминия. Лесно е да се произведе голяма заваръчна деформация по време на процеса на заваряване, причинявайки голямо остатъчно напрежение. 

 5. Тъй като повърхностното напрежение на магнезия е по-малко от това на алуминия, лесно е да се предизвика свиване на заваръчния метал по време на заваряване, което се отразява на качеството на заварката. 

 6. Подобно на заваряването на алуминиеви сплави, водородните дупки се генерират лесно, когато се заваряват магнезиеви сплави. Разтворимостта на водорода в магнезия намалява с понижаването на температурата, а плътността на магнезия е по-малка от тази на алуминия, така че газът не може лесно да излезе и по време на втвърдяването на заваръчния шев ще се образуват пори. 

 7. Магнезиевите сплави лесно образуват евтектична структура с ниска точка на топене с други метали и лесно се образуват кристални пукнатини в заварени съединения. Когато температурата на фугата е твърде висока, нискотопимото съединение в структурата на фугата ще се стопи на границата на зърното, за да образува кухини или да предизвика окисляване на границата на зърното, което е така нареченото явление „прегаряне“.