搅拌摩擦焊：汽车轻量化与新能源汽车制造的创新之选
发布时间：2024-06-27浏览次数：18
在当今时代，轻量化已成为一种不可阻挡的趋势。铝、镁、锌等轻合金正逐步取代钢铁，成为汽车、轨道交通等行业的主流材质，尤其是铝材，其在汽车工业领域的开发及应用愈发广泛。
面对新材料和新结构，全新的焊接技术呼之欲出。新型的高强铝合金、镁合金等轻合金材料若采用传统的熔焊方法，会产生一系列问题，像是熔焊过程中合金元素的烧损致使力学性能降低、焊缝缺陷的出现以及结构可靠性受损、接头的残余应力和变形等等。而搅拌摩擦焊作为一种新型的固相（非熔化）焊接方法，恰好契合了新材料的焊接需求，故而在轻合金焊接领域迅速发展并得到广泛应用。
搅拌摩擦焊（FSW）作为一种先进的固相焊接技术，通过搅拌头的高速旋转产生摩擦热，使材料在非熔化状态下塑化，并在搅拌轴肩的作用下受到挤压和锻造，最终形成精细的锻造组织接头。由于焊接过程未经历“熔化-凝固”环节，搅拌摩擦焊缝组织不存在热裂纹、液化裂纹、氢气孔等传统熔化焊接工艺常见的焊接缺陷，焊缝强度可达母材的 85%。
搅拌摩擦焊在汽车制造领域的广泛运用
当下，搅拌摩擦焊技术在汽车制造领域的应用颇为广泛，主要体现在以下两个方面：
其一，搅拌摩擦焊技术直接用于汽车零件的制造，例如电机、电池托盘、驱动器壳体、电动汽车底盘零件、ECU 散热器等。
其二，搅拌摩擦焊接的延伸技术也用于汽车零件的制造，比如搅拌摩擦点焊用于汽车车门的焊接，回抽式搅拌摩擦焊用于轮毂制造。
为何新能源汽车制造对搅拌摩擦焊情有独钟？
提及汽车轻量化制造，大家首先想到的或许是新能源动力汽车。新能源汽车恰恰是应用搅拌摩擦焊工艺最多的领域。那为何新能源汽车制造如此偏爱搅拌摩擦焊呢？今天咱们就以搅拌摩擦焊最核心的“三电”产品为例来探讨一番：
新能源汽车与传统车最核心的区别在于“三电”技术，即电机、电池、电控。“三电”作为核心技术产品，其保护和散热至关重要。因此，多数厂家都采用了散热性能良好的水冷方式，即将水冷系统集成到“三电”保护壳体上，例如水冷电池托盘、水冷电机壳、水冷电控箱体。而水冷流道腔体必须确保密封不泄漏，且能够承受足够的压力。采用传统熔焊方式难以保证气密性，还容易产生变形。对于水冷腔体的焊接，恰恰是搅拌摩擦焊工艺的优势所在，具体表现如下：
首先，焊缝效果卓越。搅拌摩擦焊工艺属于固相焊接方式，无需焊丝，焊缝与母材一致，不存在热裂纹、液化裂纹、氢气孔等传统熔化焊接工艺常见的焊接缺陷，而且焊缝强度高。对于像水冷产品焊接这类对密封和高压有严格要求的情况，具有独特优势，因此搅拌摩擦焊成为新能源“三电”产品焊接的标配。
其次，焊接效率颇高。搅拌摩擦焊无需焊丝，工艺简洁，可实现自动化焊接，速度快、效率高。像电池托盘这类大面积、长行程的平面焊接，搅拌摩擦焊接的效率极高，因而深受新能源厂家的青睐。
最后，绿色环保。整个焊接过程无需焊料，无高光烟尘，绿色环保。设备操作简便，对工厂作业环境要求低，对作业人员身体健康影响小，深受作业人员欢迎。
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