Tecnologia di saldatura per attrito e agitazione di vassoi batteria in lega di magnesio per veicoli a nuova energia

A causa delle pressioni sempre più importanti come la protezione dell’ambiente, il risparmio energetico e la riduzione delle emissioni, il picco del carbonio e la neutralità del carbonio, la leggerezza sarà una tendenza inevitabile nella produzione automobilistica. Il concetto di leggerezza ha avuto origine negli sport motoristici, il suo vantaggio è che, con la premessa di mantenere le prestazioni di sicurezza, la riduzione del peso può portare a una migliore manovrabilità e accelerazione; e la realizzazione della produzione leggera di automobili avviene principalmente attraverso: progettazione strutturale, applicazione di nuovi materiali e. I nuovi materiali sono principalmente metalli non ferrosi come alluminio e magnesio.

Nella produzione automobilistica, materiali come le leghe di alluminio e le strutture composite alluminio-acciaio hanno sostituito i tradizionali materiali in acciaio nei componenti chiave, mentre le leghe di magnesio, come nuovo tipo di materiale strutturale, rappresentano una percentuale relativamente piccola della produzione automobilistica. Attualmente, ogni auto in Europa e negli Stati Uniti utilizza 5,8-23,6 kg di parti in lega di magnesio e il consumo di una singola auto nel mio paese è inferiore a 10 kg. Il motivo è che la difficile saldatura delle leghe di magnesio è un problema tecnico chiave che limita l’applicazione su larga scala dei componenti automobilistici in lega di magnesio.

È molto difficile ottenere una saldatura di alta qualità delle leghe di magnesio mediante saldatura per fusione per i seguenti motivi:

1. A causa della forte proprietà ossidante del magnesio, è facile formare una pellicola di ossido (MgO) durante il processo di saldatura ed è facile formare inclusioni nella saldatura, riducendo le prestazioni della saldatura. Ad alta temperatura, il magnesio è anche facile da reagire chimicamente con l'azoto presente nell'aria per formare nitruro di magnesio, che indebolisce le prestazioni del giunto. 

 2. Il punto di ebollizione del magnesio non è elevato, il che lo farà evaporare facilmente sotto l'elevata temperatura dell'arco. 

 3. A causa dell'elevata conduttività termica, durante la saldatura di leghe di magnesio vengono utilizzate fonti di calore ad alta potenza e saldatura ad alta velocità, che possono facilmente causare surriscaldamento e crescita dei grani del metallo nelle aree di saldatura e vicine alla saldatura. 

 4. Il coefficiente di dilatazione termica della lega di magnesio è elevato, circa da 1 a 2 volte quello dell'alluminio. È facile produrre grandi deformazioni di saldatura durante il processo di saldatura, causando grandi sollecitazioni residue. 

 5. Poiché la tensione superficiale del magnesio è inferiore a quella dell'alluminio, è facile causare il collasso del metallo di saldatura durante la saldatura, il che influisce sulla qualità della formazione della saldatura. 

 6. Analogamente alla saldatura delle leghe di alluminio, i fori di idrogeno si generano facilmente quando si saldano le leghe di magnesio. La solubilità dell'idrogeno nel magnesio diminuisce con la diminuzione della temperatura e la densità del magnesio è inferiore a quella dell'alluminio, quindi non è facile fuoriuscire il gas e si formeranno pori durante la solidificazione della saldatura. 

 7. Le leghe di magnesio sono facili da formare una struttura eutettica a basso punto di fusione con altri metalli e le crepe cristalline sono facili da formare nei giunti saldati. Quando la temperatura nel giunto è troppo elevata, il composto a basso punto di fusione nella struttura del giunto si scioglierà al confine del grano per formare cavità o produrre ossidazione del bordo del grano, che è il cosiddetto fenomeno di 'overburning'.