Tehnologija varjenja trenja za varjenje magnezijevih zlitin za nova energetska vozila

Zaradi vse bolj pomembnih pritiskih, kot so varstvo okolja, ohranjanje energije in zmanjšanje emisij, vrhunec ogljika in nevtralnost ogljika, bo lahka neizogibna trend v avtomobilski proizvodnji. Koncept lahke, ki izvira iz Motorsports, je njegova prednost ta, da lahko v skladu z ohranjanjem varnostnih zmogljivosti zmanjšanje teže prinaša boljše ravnanje in pospeševanje; In realizacija lahke izdelave avtomobilov je predvsem skozi: strukturno zasnovo, novo uporabo materiala in novi materiali so predvsem neželene kovine, kot sta aluminij in magnezij.

V avtomobilski proizvodnji so materiali, kot so aluminijaste zlitine in aluminijaste jeklene konstrukcije, v ključnih komponentah zamenjali tradicionalne jeklene materiale, medtem ko magnezijeve zlitine kot nova vrsta strukturnega materiala predstavljajo razmeroma majhen delež avtomobilske proizvodnje. Trenutno vsak avtomobil v Evropi in Združenih državah Amerike uporablja 5,8-23,6 kg delov magnezijevih zlitin, poraba enega samega avtomobila v moji državi pa je manjša od 10 kg. Razlog je v tem, da je težko varjenje magnezijevih zlitin ključni tehnični problem, ki omejuje obsežno uporabo avtomobilskih delov magnezijeve zlitine.

Zelo težko je doseči kakovostno varjenje magnezijevih zlitin z fuzijskim varjenjem iz naslednjih razlogov:

1. Zaradi močne oksidacijske lastnosti magnezija je med postopkom varjenja enostavno oblikovati oksidni film (MgO) in je enostavno oblikovati vključitve v zvar, kar zmanjša zmogljivost zvara. Pri visoki temperaturi je magnezij tudi kemično reagirati z dušikom v zraku, da tvori magnezijev nitrid, kar oslabi delovanje sklepa. 

 2. Magnezij vrelišča ni visoka, kar bo povzročilo, da bo brez težav izhlapela pod visoko temperaturo loka. 

 3. Zaradi visoke toplotne prevodnosti se pri varjenju magnezijevih zlitin uporabljata visoko toplotni vir in visoko hitrost, kar je enostavno povzročiti pregrevanje in rast zrn kovine na območjih zvara in v bližini. 

 4. Koeficient toplotne ekspanzije magnezijeve zlitine je velik, kar je približno 1 do 2 -krat več kot aluminija. Med postopkom varjenja je enostavno proizvajati veliko deformacijo varjenja, kar povzroči velik preostali stres. 

 5. Ker je površinska napetost magnezija manjša od aluminija, je enostavno, da se kovina zvara med varjenjem, kar vpliva na kakovost tvorbe zvara. 

 6. Podobno kot varilni aluminijevi zlitine se luknje vodika zlahka ustvarijo, ko magnezijeve zlitine zvarimo. Topnost vodika v magneziju se zmanjša z znižanjem temperature, gostota magnezija pa je manjša kot pri aluminiju, zato plina ni enostavno pobegniti, pore pa bodo nastale med strjevanjem zvara. 

 7. Magnezijeve zlitine je enostavno oblikovati evtektično strukturo nizke talje z drugimi kovinami, kristalne razpoke pa so enostavno oblikovati v varjenih sklepih. Kadar je temperatura na sklepu previsoka, se bo nizko talilna spojina v strukturi sklepa stopila na meji zrn, da tvori votline, ali povzroči oksidacijo mej zrn, ki je tako imenovani 'prekriven ' pojav.