Reibung Schweißtechnologie von Magnesiumlegierungsbatterieschalen für neue Energiefahrzeuge

Aufgrund der zunehmend prominenten Drucke wie Umweltschutz, Energieeinsparung und Emissionsreduzierung, CO2 -Spitzenwerte und Kohlenstoffneutralität wird das Leichtgewicht ein unvermeidlicher Trend bei der Herstellung von Automobilen sein. Das Konzept des Leichtgewichts stammt aus Motorsport. und die Realisierung der leichten Herstellung von Automobilen erfolgt hauptsächlich durch: Strukturkonstruktion, neue Materialanwendung und die neuen Materialien sind hauptsächlich Nichteisenmetalle wie Aluminium und Magnesium.

In der Automobilherstellung haben Materialien wie Aluminiumlegierungen und Aluminiumstahlverbundstrukturen herkömmliche Stahlmaterialien in Schlüsselkomponenten ersetzt, während Magnesiumlegierungen als neue Art von Strukturmaterial einen relativ geringen Anteil der Automobilherstellung ausmachen. Gegenwärtig verwendet jedes Auto in Europa und den Vereinigten Staaten 5,8-23,6 kg Magnesiumlegierungen, und der Verbrauch eines einzelnen Autos in meinem Land beträgt weniger als 10 kg. Der Grund dafür ist, dass das schwierige Schweißen von Magnesiumlegierungen ein wesentliches technisches Problem ist, das die großflächige Anwendung von Magnesiumlegierungsauto-Teilen einschränkt.

Aus folgenden Gründen ist es sehr schwierig, ein hochwertiges Schweißen von Magnesiumlegierungen durch Fusionsschweißen zu erreichen:

1. Aufgrund der starken oxidierenden Eigenschaft von Magnesium ist es während des Schweißverfahrens leicht, einen Oxidfilm (MGO) zu bilden, und es ist leicht, Einschlüsse in der Schweißnaht zu bilden, wodurch die Leistung der Schweißnaht verringert wird. Bei hoher Temperatur ist Magnesium auch leicht mit Stickstoff in der Luft chemisch zu reagieren, um Magnesiumnitrid zu bilden, wodurch die Leistung des Gelenks schwächt. 

 2. Der Siedepunkt von Magnesium ist nicht hoch, was dazu führt, dass er unter der hohen Temperatur des Bogens leicht verdampft. 

 3. Aufgrund der hohen thermischen Leitfähigkeit, Hochleistungswärmequelle und Hochgeschwindigkeitsschweißen werden beim Schweißen von Magnesiumlegierungen verwendet, was leicht zu Überhitzung und Kornwachstum des Metalls in der Schweiß- und Nahscheidegebiete zu verursachen ist. 

 4. Der thermische Expansionskoeffizient der Magnesiumlegierung ist groß, was etwa 1 bis 2 -mal so hoch ist wie Aluminium. Während des Schweißverfahrens ist es einfach, große Schweißverformungen zu erzeugen, was zu einer großen Restspannung führt. 

 5. Da die Oberflächenspannung von Magnesium kleiner ist als die von Aluminium, kann das Schweißmetall während des Schweißens kollabieren, was die Qualität der Schweißformation beeinflusst. 

 6. Ähnlich wie bei Schweißaluminiumlegierungen können Wasserstofflöcher leicht erzeugt werden, wenn Magnesiumlegierungen geschweißt werden. Die Wasserstofflöslichkeit in Magnesium nimmt mit der Temperaturabnahme ab, und die Magnesiumdichte ist kleiner als die von Aluminium, sodass das Gas nicht leicht zu entkommen ist und die Poren während der Verfestigung der Schweißnaht gebildet werden. 

 7. Magnesiumlegierungen sind leicht zu einer eutektischen Struktur mit niedrigem Schmelzpunkt mit anderen Metallen zu bilden, und kristalline Risse sind in geschweißten Fugen leicht zu bilden. Wenn die Temperatur am Gelenk zu hoch ist, schmilzt die niedrige Meltzusammengesellschaft in der Gelenkstruktur an der Korngrenze, um Hohlräume zu bilden, oder erzeugt die Oxidation der Korngrenze, was das sogenannte 'überschriebende ' -Phänomen ist.