Tehnologija zavarivanja frikcionim mešanjem nosača akumulatora od legure magnezijuma za nova energetska vozila

Zbog sve izraženijih pritisaka kao što su zaštita životne sredine, očuvanje energije i smanjenje emisija, povećanje ugljika i neutralnost ugljika, lagana težina će biti neizbježan trend u proizvodnji automobila. Koncept lake težine nastao je u motosportu, njegova prednost je u tome što pod pretpostavkom održavanja sigurnosnih performansi smanjenje težine može donijeti bolje upravljanje i ubrzanje; a realizacija lake proizvodnje automobila uglavnom je kroz: konstrukcijski dizajn, primjenu novih materijala i Novi materijali su uglavnom obojeni metali kao što su aluminij i magnezij.

U proizvodnji automobila, materijali kao što su legure aluminijuma i kompozitne strukture aluminijum-čelik zamenili su tradicionalne čelične materijale u ključnim komponentama, dok legure magnezijuma, kao nova vrsta strukturalnog materijala, čine relativno mali udeo u proizvodnji automobila. Trenutno, svaki automobil u Evropi i Sjedinjenim Državama koristi 5,8-23,6 kg delova od legure magnezijuma, a potrošnja jednog automobila u mojoj zemlji je manja od 10 kg. Razlog je taj što je teško zavarivanje legura magnezijuma ključni tehnički problem koji ograničava široku primenu auto delova od legure magnezijuma.

Veoma je teško postići visokokvalitetno zavarivanje legura magnezijuma fuzionim zavarivanjem iz sledećih razloga:

1. Zbog jakog oksidacijskog svojstva magnezijuma, lako je formirati oksidni film (MgO) tokom procesa zavarivanja i lako je formirati inkluzije u zavaru, smanjujući performanse zavara. Na visokoj temperaturi, magnezijum takođe lako hemijski reaguje sa azotom u vazduhu da bi se formirao magnezijum nitrid, koji slabi performanse zgloba. 

 2. Tačka ključanja magnezijuma nije visoka, što će uzrokovati da lako ispari pod visokom temperaturom luka. 

 3. Zbog visoke toplotne provodljivosti, izvor toplote velike snage i zavarivanje velikom brzinom se koriste pri zavarivanju legura magnezijuma, što lako može izazvati pregrijavanje i rast zrna metala u oblastima šava i blizu zavara. 

 4. Koeficijent termičkog širenja legure magnezijuma je veliki, što je oko 1 do 2 puta više od aluminijuma. Lako je proizvesti veliku deformaciju zavarivanja tokom procesa zavarivanja, što uzrokuje veliko zaostalo naprezanje. 

 5. Pošto je površinski napon magnezijuma manji od aluminijuma, lako je izazvati kolaps metala šava tokom zavarivanja, što utiče na kvalitet formiranja šava. 

 6. Slično zavarivanju aluminijumskih legura, rupe za vodonik se lako stvaraju kada se legure magnezijuma zavaruju. Rastvorljivost vodonika u magnezijumu opada sa padom temperature, a gustina magnezijuma je manja od gustine aluminijuma, tako da gas nije lako izaći, a pore će se formirati tokom skrućivanja šava. 

 7. Legure magnezija lako formiraju eutektičku strukturu niske tačke topljenja sa drugim metalima, a kristalne pukotine se lako formiraju u zavarenim spojevima. Kada je temperatura na spoju previsoka, spoj niskog taljenja u strukturi spoja će se otopiti na granici zrna i formirati šupljine ili proizvesti oksidaciju na granici zrna, što je takozvani fenomen 'pregorevanja'.