فن آوری جوشکاری اصطکاک سینی های باتری آلیاژ منیزیم برای وسایل نقلیه انرژی جدید

با توجه به فشارهای فزاینده ای مانند حفاظت از محیط زیست ، حفظ انرژی و کاهش انتشار ، اوج کربن و بی طرفی کربن ، سبک وزن یک روند اجتناب ناپذیر در تولید خودرو خواهد بود. مفهوم سبک وزن که در موتورسواران سرچشمه گرفته است ، مزیت آن این است که طبق فرض حفظ عملکرد ایمنی ، کاهش وزن می تواند کنترل و شتاب بهتری را به همراه آورد. و تحقق تولید سبک وزن خودروها عمدتاً از طریق: طراحی ساختاری ، کاربرد مواد جدید و مواد جدید عمدتاً فلزات غیر آهنی مانند آلومینیوم و منیزیم هستند.

در ساخت خودرو ، موادی مانند آلیاژهای آلومینیوم و سازه های کامپوزیت فولادی آلومینیومی جایگزین مواد فولادی سنتی در اجزای کلیدی شده است ، در حالی که آلیاژهای منیزیم ، به عنوان نوع جدیدی از مواد ساختاری ، بخش نسبتاً کمی از تولید خودرو را تشکیل می دهند. در حال حاضر ، هر اتومبیل در اروپا و ایالات متحده از 5.8-23.6 کیلوگرم قطعات آلیاژ منیزیم استفاده می کند و مصرف یک ماشین واحد در کشور من کمتر از 10 کیلوگرم است. دلیل این امر این است که جوشکاری دشوار آلیاژهای منیزیم یک مشکل فنی اساسی است که کاربرد در مقیاس بزرگ قطعات خودکار آلیاژ منیزیم را محدود می کند.

دستیابی به جوشکاری با کیفیت بالا آلیاژهای منیزیم با جوشکاری فیوژن به دلایل زیر بسیار دشوار است:

1. به دلیل خاصیت اکسید کننده منیزیم ، به راحتی می توان در طی فرآیند جوش ، یک فیلم اکسید (MGO) تشکیل داد و به راحتی می توان اجزاء موجود در جوش را تشکیل داد و عملکرد جوش را کاهش داد. در دمای بالا ، منیزیم نیز به راحتی با نیتروژن موجود در هوا واکنش شیمیایی می کند تا منیزیم نیترید تشکیل شود ، که عملکرد مفصل را تضعیف می کند. 

 2. نقطه جوش منیزیم زیاد نیست ، که باعث می شود به راحتی در دمای بالای قوس تبخیر شود. 

 3. با توجه به هدایت حرارتی بالا ، هنگام جوشکاری آلیاژهای منیزیم ، از منبع گرمای پر قدرت و جوشکاری پر سرعت استفاده می شود که به راحتی باعث گرم شدن بیش از حد و رشد دانه فلز در مناطق جوش و نزدیک می شود. 

 4. ضریب انبساط حرارتی آلیاژ منیزیم بزرگ است ، که حدود 1 تا 2 برابر آلومینیوم است. ایجاد تغییر شکل جوش بزرگ در طی فرآیند جوشکاری آسان است و باعث استرس باقیمانده بزرگ می شود. 

 5. از آنجا که تنش سطح منیزیم از آلومینیوم کوچکتر است ، به راحتی می توان باعث فروپاشی فلز جوش در هنگام جوشکاری شد که این امر بر کیفیت تشکیل جوش تأثیر می گذارد. 

 6. مشابه جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم ، هنگام جوشکاری آلیاژهای منیزیم ، سوراخ های هیدروژن به راحتی تولید می شوند. حلالیت هیدروژن در منیزیم با کاهش دما کاهش می یابد و چگالی منیزیم از آلومینیوم کوچکتر است ، بنابراین فرار گاز آسان نیست و منافذ در هنگام جامد شدن جوش تشکیل می شود. 

 7. آلیاژهای منیزیم به راحتی می توانند یک ساختار اکتشافی نقطه ذوب کم با سایر فلزات تشکیل دهند و ترک های کریستالی در اتصالات جوش داده شده به راحتی شکل می گیرند. هنگامی که درجه حرارت در مفصل خیلی زیاد باشد ، ترکیب کم ذوب در ساختار مفصل در مرز دانه ذوب می شود تا حفره ها تشکیل شود ، یا اکسیداسیون مرز دانه ایجاد کند ، که به اصطلاح پدیده 'بیش از حد' است.