Tehnologia de sudare prin frecare a tăvilor de baterii din aliaj de magneziu pentru vehicule cu energie nouă

Datorită presiunilor din ce în ce mai proeminente, cum ar fi protecția mediului, conservarea energiei și reducerea emisiilor, vârful de carbon și neutralitatea carbonului, greutatea ușoară va fi o tendință inevitabilă în producția de automobile. Conceptul de greutate ușoară își are originea în sporturile cu motor, avantajul său este că sub premisa menținerii performanței de siguranță, reducerea greutății poate aduce o mai bună manevrabilitate și accelerație; iar realizarea producției ușoare de automobile se face în principal prin: proiectare structurală, aplicarea de noi materiale și Noile materiale sunt în principal metale neferoase precum aluminiu și magneziu.

În producția de automobile, materiale precum aliajele de aluminiu și structurile compozite aluminiu-oțel au înlocuit materialele tradiționale din oțel în componentele cheie, în timp ce aliajele de magneziu, ca un nou tip de material structural, reprezintă o proporție relativ mică din producția de automobile. În prezent, fiecare mașină din Europa și Statele Unite utilizează 5,8-23,6 kg de piese din aliaj de magneziu, iar consumul unei singure mașini în țara mea este mai mic de 10 kg. Motivul este că sudarea dificilă a aliajelor de magneziu este o problemă tehnică cheie care limitează aplicarea pe scară largă a pieselor auto din aliaj de magneziu.

Este foarte dificil să se realizeze sudarea de înaltă calitate a aliajelor de magneziu prin sudare prin fuziune din următoarele motive:

1. Datorită proprietății puternice de oxidare a magneziului, este ușor să se formeze o peliculă de oxid (MgO) în timpul procesului de sudare și este ușor să se formeze incluziuni în sudare, reducând performanța sudurii. La temperaturi ridicate, magneziul este ușor de reacționat chimic cu azotul din aer pentru a forma nitrură de magneziu, care slăbește performanța articulației. 

 2. Punctul de fierbere al magneziului nu este ridicat, ceea ce va face ca acesta să se evapore ușor sub temperatura ridicată a arcului. 

 3. Datorită conductibilității termice ridicate, sursa de căldură de mare putere și sudarea de mare viteză sunt utilizate la sudarea aliajelor de magneziu, ceea ce este ușor de cauzat supraîncălzirea și creșterea granulelor metalului în zonele de sudare și aproape de sudare. 

 4. Coeficientul de dilatare termică al aliajului de magneziu este mare, care este de aproximativ 1 până la 2 ori mai mare decât al aluminiului. Este ușor să se producă deformații mari de sudare în timpul procesului de sudare, cauzând stres rezidual mare. 

 5. Deoarece tensiunea superficială a magneziului este mai mică decât cea a aluminiului, este ușor să cauți colapsul metalului de sudură în timpul sudării, ceea ce afectează calitatea formării sudurii. 

 6. Similar cu sudarea aliajelor de aluminiu, găurile de hidrogen sunt generate cu ușurință atunci când aliajele de magneziu sunt sudate. Solubilitatea hidrogenului în magneziu scade odată cu scăderea temperaturii, iar densitatea magneziului este mai mică decât cea a aluminiului, astfel încât gazul nu este ușor de scăpat și se vor forma pori în timpul solidificării sudurii. 

 7. Aliajele de magneziu formează ușor o structură eutectică cu punct de topire scăzut cu alte metale, iar fisurile cristaline se formează ușor în îmbinările sudate. Când temperatura la îmbinare este prea mare, compusul cu punct de topire scăzut din structura îmbinării se va topi la limita granulelor pentru a forma cavități sau va produce oxidarea graniței, care este așa-numitul fenomen de „supracombustie”.