Ma sát Công nghệ hàn của các khay pin hợp kim magiê cho các phương tiện năng lượng mới

Do áp lực ngày càng nổi bật như bảo vệ môi trường, bảo tồn năng lượng và giảm phát thải, đạt đỉnh carbon và tính trung lập carbon, nhẹ sẽ là một xu hướng không thể tránh khỏi trong sản xuất ô tô. Khái niệm về trọng lượng nhẹ có nguồn gốc trong môn thể thao đua xe, lợi thế của nó là dưới tiền đề duy trì hiệu suất an toàn, giảm cân có thể mang lại khả năng xử lý và tăng tốc tốt hơn; Và việc thực hiện sản xuất ô tô nhẹ chủ yếu là thông qua: thiết kế kết cấu, ứng dụng vật liệu mới và các vật liệu mới chủ yếu là các kim loại màu sắc như nhôm và magiê.

Trong sản xuất ô tô, các vật liệu như hợp kim nhôm và cấu trúc composite bằng thép nhôm đã thay thế các vật liệu thép truyền thống trong các thành phần chính, trong khi hợp kim magiê, như một loại vật liệu cấu trúc mới, chiếm tỷ lệ sản xuất ô tô tương đối nhỏ. Hiện tại, mỗi chiếc xe ở châu Âu và Hoa Kỳ sử dụng 5,8-23,6kg các bộ phận hợp kim magiê và mức tiêu thụ của một chiếc xe duy nhất ở nước tôi là dưới 10kg. Lý do là sự hàn khó của hợp kim magiê là một vấn đề kỹ thuật chính giúp hạn chế ứng dụng quy mô lớn của các bộ phận tự động hợp kim magiê.

Rất khó để đạt được hàn chất lượng cao của hợp kim magiê bằng cách hàn hợp nhất vì những lý do sau:

1. Do tính chất oxy hóa mạnh mẽ của magiê, thật dễ dàng để tạo thành màng oxit (MGO) trong quá trình hàn, và dễ dàng hình thành các vùi trong mối hàn, làm giảm hiệu suất của mối hàn. Ở nhiệt độ cao, magiê cũng dễ phản ứng hóa học với nitơ trong không khí để tạo thành nitride magiê, làm suy yếu hiệu suất của khớp. 

 2. Điểm sôi của magiê không cao, điều này sẽ khiến nó dễ bay hơi dưới nhiệt độ cao của cung. 

 3. Do độ dẫn nhiệt cao, nguồn nhiệt công suất cao và hàn tốc độ cao được sử dụng khi hàn hợp kim magiê, dễ gây ra quá nhiệt và tăng trưởng hạt của kim loại trong các vùng hàn và gần như hàn. 

 4. Hệ số giãn nở nhiệt của hợp kim magiê lớn, gấp khoảng 1 đến 2 lần so với nhôm. Thật dễ dàng để tạo ra biến dạng hàn lớn trong quá trình hàn, gây ra ứng suất dư lớn. 

 5. Vì sức căng bề mặt của magiê nhỏ hơn nhôm, nên dễ dàng khiến kim loại hàn sụp đổ trong quá trình hàn, ảnh hưởng đến chất lượng của sự hình thành mối hàn. 

 6. Tương tự như hợp kim nhôm hàn, các lỗ hydro dễ dàng được tạo ra khi hợp kim magiê được hàn. Độ hòa tan của hydro trong magiê giảm khi giảm nhiệt độ và mật độ magiê nhỏ hơn nhôm, do đó khí không dễ thoát ra và lỗ chân lông sẽ được hình thành trong quá trình hóa rắn của mối hàn. 

 7. Hợp kim magiê rất dễ tạo thành cấu trúc eutectic điểm nóng chảy thấp với các kim loại khác và các vết nứt tinh thể rất dễ hình thành trong các mối hàn. Khi nhiệt độ ở khớp quá cao, hợp chất chuyển động thấp trong cấu trúc khớp sẽ tan chảy ở ranh giới hạt để tạo thành sâu răng, hoặc tạo ra quá trình oxy hóa ranh giới hạt, đó là hiện tượng được gọi là 'over over overburn '.