由于環(huán)保、節(jié)能減排、碳達(dá)峰、碳中和等壓力日益凸顯,輕量化將是汽車(chē)制造的必然趨勢(shì)。輕量化概念最早起源于賽車(chē)運(yùn)動(dòng),它的優(yōu)勢(shì)是保持安全性能前提下,減重能夠帶來(lái)更好的操控性和加速度等;而實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化制造主要通過(guò):結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、新材料運(yùn)用和新加工工藝等途徑來(lái)實(shí)現(xiàn),其中新材料主要是鋁、鎂等有色金屬。
在汽車(chē)制造中,鋁合金以及鋁鋼復(fù)合結(jié)構(gòu)等材料已經(jīng)在關(guān)鍵零部件中取代傳統(tǒng)的鋼鐵材質(zhì),而鎂合金作為一種新型的結(jié)構(gòu)材料,在汽車(chē)制造中占比還是比較少。目前,歐洲和美國(guó)汽車(chē)每輛汽車(chē)使用鎂合金零件5.8-23.6kg,我國(guó)汽車(chē)單車(chē)用量不到10kg,究其原因,鎂合金難焊接是限制鎂合金汽車(chē)零部件大量應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)難題。
采用熔焊方法實(shí)現(xiàn)鎂合金的高質(zhì)量焊接難度很大,原因如下:(1)由于鎂的氧化性極強(qiáng),在焊接過(guò)程中易形成氧化膜(MgO),易在焊縫中形成夾雜,
降低焊縫性能。在高溫下,鎂還容易和空氣中的氮發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成鎂的氮化物,
弱化接頭的性能。(2)鎂的沸點(diǎn)不高,這將導(dǎo)致在電弧高溫下
很容易蒸發(fā)。(3)由于熱導(dǎo)率大,故焊接鎂合金時(shí)要用大功率熱源、高速焊接,
易造成焊縫和近焊縫區(qū)金屬過(guò)熱和晶粒長(zhǎng)大。(4)鎂合金熱膨脹系數(shù)較大,約為鋁的1~2倍,在焊接過(guò)程中
易產(chǎn)生大的焊接變形,引起較大的殘余應(yīng)力。(5)由于鎂的表面張力比鋁小,焊接時(shí)很容
易產(chǎn)生焊縫金屬下塌,影響焊縫成形質(zhì)量。(6)與焊接鋁合金相似,鎂合金焊接時(shí)
易產(chǎn)生氫氣孔。氫在鎂中的溶解度隨溫度的降低而減小,而且鎂的密度比鋁小,氣體不易逸出,在焊縫凝固過(guò)程中會(huì)形成氣孔。(7)鎂合金易與其他金屬形成低熔點(diǎn)共晶組織,在焊接接頭中
易形成結(jié)晶裂紋。當(dāng)接頭處溫度過(guò)高時(shí),接頭組織中的低熔點(diǎn)化合物在晶界處會(huì)熔化出現(xiàn)空穴,或產(chǎn)生晶界氧化等,
即所謂的“過(guò)燒”現(xiàn)象。
攪拌摩擦焊作為一種新型的固相焊接技術(shù),具有熱能輸入小、焊接變形小、焊縫牢固度高、無(wú)氣孔裂紋以及不產(chǎn)生煙塵、火花等,是一種綠色環(huán)保的焊接技術(shù),尤其是在鋁、鎂等有色金屬的焊接上具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。
萬(wàn)洲焊接采用攪拌摩擦焊機(jī)器人和靜軸肩技術(shù),通過(guò)多次技術(shù)攻關(guān),完美解決鎂合金焊接問(wèn)題,并成功應(yīng)用于鎂合金電池托盤(pán)的焊接,焊縫表面無(wú)飛邊、接頭強(qiáng)度高、產(chǎn)品變形小,為鎂合金電池托盤(pán)批量制造打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),為新能源汽車(chē)輕量化制造提供更多的解決方案。
2021年國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量接近300萬(wàn)臺(tái),即將全面迎來(lái)新能源汽車(chē)時(shí)代。有研究表明,純電動(dòng)汽車(chē)重量每降低10千克,續(xù)航里程可增加2.5千米。為了汽車(chē)輕量化,越來(lái)越多的鎂合金產(chǎn)品將用于新能源汽車(chē)制造中,必將對(duì)鎂合金焊接技術(shù)提出更多和更廣泛的需求。
萬(wàn)洲焊接致力于成為全球領(lǐng)先的特種焊接研究與產(chǎn)業(yè)化平臺(tái),依托哈工萬(wàn)洲焊接研究院,以攪拌摩擦焊為核心技術(shù),
為客戶提供智能裝備、先進(jìn)制造、焊接耗材以及技術(shù)咨詢等一站式解決方案,并通過(guò)技術(shù)普及,產(chǎn)業(yè)賦能,助力鎂合金在新能源汽車(chē)制造中的廣泛應(yīng)用,讓連接更可靠。