Công nghệ hàn khuấy ma sát khay ắc quy hợp kim magie cho xe năng lượng mới

Do những áp lực ngày càng nổi bật như bảo vệ môi trường, tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải, đạt đỉnh carbon và trung hòa carbon, trọng lượng nhẹ sẽ là xu hướng tất yếu trong sản xuất ô tô. Khái niệm trọng lượng nhẹ bắt nguồn từ môn đua xe thể thao, ưu điểm của nó là với tiền đề duy trì hiệu suất an toàn, việc giảm trọng lượng có thể mang lại khả năng xử lý và tăng tốc tốt hơn; và việc hiện thực hóa sản xuất ô tô hạng nhẹ chủ yếu thông qua: thiết kế kết cấu, ứng dụng vật liệu mới và Vật liệu mới chủ yếu là kim loại màu như nhôm và magie.

Trong sản xuất ô tô, các vật liệu như hợp kim nhôm và kết cấu hỗn hợp nhôm-thép đã thay thế vật liệu thép truyền thống trong các bộ phận chính, trong khi hợp kim magiê, là một loại vật liệu kết cấu mới, chiếm tỷ lệ tương đối nhỏ trong sản xuất ô tô. Hiện tại, mỗi ô tô ở Châu Âu và Hoa Kỳ sử dụng 5,8-23,6kg linh kiện hợp kim magiê, mức tiêu thụ một ô tô ở nước tôi là dưới 10kg. Lý do là việc hàn hợp kim magiê khó khăn là một vấn đề kỹ thuật quan trọng hạn chế ứng dụng quy mô lớn của các bộ phận ô tô hợp kim magiê.

Rất khó để đạt được chất lượng hàn cao của hợp kim magie bằng phương pháp hàn nóng chảy vì những lý do sau:

1. Do đặc tính oxy hóa mạnh của magie nên trong quá trình hàn dễ tạo thành màng oxit (MgO) và dễ hình thành các tạp chất trong mối hàn, làm giảm hiệu suất của mối hàn. Ở nhiệt độ cao, magie cũng dễ phản ứng hóa học với nitơ trong không khí tạo thành magie nitrit, làm suy yếu khả năng hoạt động của khớp. 

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

 3. Do tính dẫn nhiệt cao nên nguồn nhiệt công suất lớn và tốc độ hàn cao được sử dụng khi hàn hợp kim magie, dễ gây ra quá nhiệt và phát triển hạt của kim loại trong mối hàn và các khu vực gần mối hàn. 

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

 5. Do sức căng bề mặt của magie nhỏ hơn nhôm nên dễ làm kim loại mối hàn bị xẹp trong quá trình hàn, ảnh hưởng đến chất lượng hình thành mối hàn. 

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

 7. Hợp kim magiê dễ dàng hình thành cấu trúc eutectic có điểm nóng chảy thấp với các kim loại khác, và các vết nứt tinh thể dễ hình thành trong các mối hàn. Khi nhiệt độ tại mối nối quá cao, hợp chất nóng chảy thấp trong cấu trúc mối nối sẽ tan chảy ở ranh giới hạt để tạo thành các lỗ rỗng hoặc tạo ra quá trình oxy hóa ranh giới hạt, gọi là hiện tượng 'cháy quá mức'.