Τεχνολογία συγκόλλησης με τριβή ανάδευσης δίσκων μπαταριών από κράμα μαγνησίου για νέα ενεργειακά οχήματα

Λόγω των ολοένα και πιο έντονων πιέσεων όπως η προστασία του περιβάλλοντος, η εξοικονόμηση ενέργειας και η μείωση των εκπομπών, η κορύφωση του άνθρακα και η ουδετερότητα άνθρακα, το ελαφρύ θα είναι μια αναπόφευκτη τάση στην αυτοκινητοβιομηχανία. Η έννοια του ελαφριού προέρχεται από τα μηχανοκίνητα αθλήματα, το πλεονέκτημά του είναι ότι, υπό την προϋπόθεση της διατήρησης της απόδοσης ασφαλείας, η μείωση βάρους μπορεί να φέρει καλύτερο χειρισμό και επιτάχυνση. και η πραγματοποίηση της ελαφριάς κατασκευής αυτοκινήτων γίνεται κυρίως μέσω: δομικού σχεδιασμού, εφαρμογής νέων υλικών και Τα νέα υλικά είναι κυρίως μη σιδηρούχα μέταλλα όπως το αλουμίνιο και το μαγνήσιο.

Στην αυτοκινητοβιομηχανία, υλικά όπως κράματα αλουμινίου και σύνθετες κατασκευές αλουμινίου-χάλυβα έχουν αντικαταστήσει τα παραδοσιακά υλικά χάλυβα σε βασικά εξαρτήματα, ενώ τα κράματα μαγνησίου, ως νέος τύπος δομικού υλικού, αντιπροσωπεύουν ένα σχετικά μικρό ποσοστό της αυτοκινητοβιομηχανίας. Προς το παρόν, κάθε αυτοκίνητο στην Ευρώπη και τις Ηνωμένες Πολιτείες χρησιμοποιεί 5,8-23,6 κιλά ανταλλακτικών από κράμα μαγνησίου και η κατανάλωση ενός αυτοκινήτου στη χώρα μου είναι μικρότερη από 10 κιλά. Ο λόγος είναι ότι η δύσκολη συγκόλληση των κραμάτων μαγνησίου είναι ένα βασικό τεχνικό πρόβλημα που περιορίζει τη μεγάλης κλίμακας εφαρμογή ανταλλακτικών αυτοκινήτων από κράμα μαγνησίου.

Είναι πολύ δύσκολο να επιτευχθεί συγκόλληση υψηλής ποιότητας κραμάτων μαγνησίου με συγκόλληση με σύντηξη για τους ακόλουθους λόγους:

1. Λόγω της ισχυρής οξειδωτικής ιδιότητας του μαγνησίου, είναι εύκολο να σχηματιστεί ένα φιλμ οξειδίου (MgO) κατά τη διαδικασία συγκόλλησης και είναι εύκολο να σχηματιστούν εγκλείσματα στη συγκόλληση, μειώνοντας την απόδοση της συγκόλλησης. Σε υψηλή θερμοκρασία, το μαγνήσιο είναι επίσης εύκολο να αντιδράσει χημικά με το άζωτο στον αέρα για να σχηματίσει νιτρίδιο μαγνησίου, το οποίο εξασθενεί την απόδοση της άρθρωσης. 

 2. Το σημείο βρασμού του μαγνησίου δεν είναι υψηλό, γεγονός που θα κάνει την εύκολη εξάτμισή του κάτω από την υψηλή θερμοκρασία του τόξου. 

 3. Λόγω της υψηλής θερμικής αγωγιμότητας, η πηγή θερμότητας υψηλής ισχύος και η συγκόλληση υψηλής ταχύτητας χρησιμοποιούνται κατά τη συγκόλληση κραμάτων μαγνησίου, η οποία είναι εύκολο να προκαλέσει υπερθέρμανση και ανάπτυξη κόκκων του μετάλλου στις περιοχές συγκόλλησης και κοντά σε συγκόλληση. 

 4. Ο συντελεστής θερμικής διαστολής του κράματος μαγνησίου είναι μεγάλος, που είναι περίπου 1 έως 2 φορές μεγαλύτερος από αυτόν του αλουμινίου. Είναι εύκολο να παραχθεί μεγάλη παραμόρφωση συγκόλλησης κατά τη διαδικασία συγκόλλησης, προκαλώντας μεγάλη υπολειμματική τάση. 

 5. Δεδομένου ότι η επιφανειακή τάση του μαγνησίου είναι μικρότερη από αυτή του αλουμινίου, είναι εύκολο να προκληθεί η κατάρρευση του μετάλλου συγκόλλησης κατά τη συγκόλληση, η οποία επηρεάζει την ποιότητα του σχηματισμού συγκόλλησης. 

 6. Παρόμοια με τη συγκόλληση κραμάτων αλουμινίου, δημιουργούνται εύκολα οπές υδρογόνου όταν συγκολλούνται κράματα μαγνησίου. Η διαλυτότητα του υδρογόνου στο μαγνήσιο μειώνεται με τη μείωση της θερμοκρασίας και η πυκνότητα του μαγνησίου είναι μικρότερη από αυτή του αλουμινίου, επομένως το αέριο δεν είναι εύκολο να διαφύγει και θα σχηματιστούν πόροι κατά τη στερεοποίηση της συγκόλλησης. 

 7. Τα κράματα μαγνησίου σχηματίζουν εύκολα ευτηκτική δομή χαμηλού σημείου τήξης με άλλα μέταλλα και οι κρυσταλλικές ρωγμές σχηματίζονται εύκολα σε συγκολλημένες ενώσεις. Όταν η θερμοκρασία στον σύνδεσμο είναι πολύ υψηλή, η ένωση χαμηλής τήξης στη δομή της άρθρωσης θα λιώσει στο όριο των κόκκων για να σχηματίσει κοιλότητες ή θα προκαλέσει οξείδωση στα όρια των κόκκων, η οποία είναι το λεγόμενο φαινόμενο «υπερκαύσης».