Tecnología de soldadura por fricción y agitación de bandejas de baterías de aleación de magnesio para vehículos de nueva energía

Debido a presiones cada vez más importantes, como la protección del medio ambiente, la conservación de energía y la reducción de emisiones, el pico de carbono y la neutralidad de carbono, el peso ligero será una tendencia inevitable en la fabricación de automóviles. El concepto de peso ligero se originó en los deportes de motor. Su ventaja es que, bajo la premisa de mantener el rendimiento de seguridad, la reducción de peso puede aportar un mejor manejo y aceleración; y la realización de la fabricación ligera de automóviles se realiza principalmente a través de: diseño estructural, aplicación de nuevos materiales y Los nuevos materiales son principalmente metales no ferrosos como el aluminio y el magnesio.

En la fabricación de automóviles, materiales como las aleaciones de aluminio y las estructuras compuestas de aluminio y acero han reemplazado a los materiales de acero tradicionales en componentes clave, mientras que las aleaciones de magnesio, como nuevo tipo de material estructural, representan una proporción relativamente pequeña de la fabricación de automóviles. En la actualidad, cada automóvil en Europa y Estados Unidos utiliza entre 5,8 y 23,6 kg de piezas de aleación de magnesio, y el consumo de un solo automóvil en mi país es inferior a 10 kg. La razón es que la difícil soldadura de aleaciones de magnesio es un problema técnico clave que restringe la aplicación a gran escala de autopartes de aleación de magnesio.

Es muy difícil lograr una soldadura de alta calidad de aleaciones de magnesio mediante soldadura por fusión por las siguientes razones:

1. Debido a la fuerte propiedad oxidante del magnesio, es fácil formar una película de óxido (MgO) durante el proceso de soldadura y es fácil formar inclusiones en la soldadura, lo que reduce el rendimiento de la soldadura. A altas temperaturas, el magnesio también reacciona químicamente fácilmente con el nitrógeno del aire para formar nitruro de magnesio, lo que debilita el rendimiento de la junta. 

 2. El punto de ebullición del magnesio no es alto, lo que hará que se evapore fácilmente bajo la alta temperatura del arco. 

 3. Debido a la alta conductividad térmica, se utilizan fuentes de calor de alta potencia y soldadura de alta velocidad al soldar aleaciones de magnesio, lo que es fácil de provocar sobrecalentamiento y crecimiento de granos del metal en las áreas soldadas y cercanas a la soldadura. 

 4. El coeficiente de expansión térmica de la aleación de magnesio es grande, aproximadamente de 1 a 2 veces mayor que el del aluminio. Es fácil producir una gran deformación de soldadura durante el proceso de soldadura, provocando una gran tensión residual. 

 5. Dado que la tensión superficial del magnesio es menor que la del aluminio, es fácil provocar que el metal de soldadura colapse durante la soldadura, lo que afecta la calidad de la formación de la soldadura. 

 6. De manera similar a la soldadura de aleaciones de aluminio, los agujeros de hidrógeno se generan fácilmente cuando se sueldan aleaciones de magnesio. La solubilidad del hidrógeno en magnesio disminuye con la disminución de la temperatura y la densidad del magnesio es menor que la del aluminio, por lo que el gas no es fácil de escapar y se formarán poros durante la solidificación de la soldadura. 

 7. Las aleaciones de magnesio forman fácilmente una estructura eutéctica de bajo punto de fusión con otros metales, y es fácil formar grietas cristalinas en las uniones soldadas. Cuando la temperatura en la junta es demasiado alta, el compuesto de bajo punto de fusión en la estructura de la junta se derretirá en el límite de grano para formar cavidades o producirá oxidación en el límite de grano, que es el llamado fenómeno de 'sobrecombustión'.