مواد ورق آلومینیوم مهر زنی خودرو با چه چالش هایی روبرو هستند؟

1 کاربرد آلیاژ آلومینیوم در صنعت خودروسازی

در حال حاضر بیش از 12 تا 15 درصد از مصرف آلومینیوم جهان توسط صنعت خودروسازی استفاده می شود که برخی از کشورهای توسعه یافته بیش از 25 درصد هستند. در سال 2002، کل صنعت خودروسازی اروپا بیش از 1.5 میلیون تن آلیاژ آلومینیوم در یک سال مصرف کرد. تقریباً 250000 تن متریک برای ساخت بدنه، 800000 تن متریک برای تولید سیستم انتقال خودرو و 428000 تن دیگر برای تولید سیستم‌های تعلیق و محرک خودرو استفاده شد. بدیهی است که صنعت خودروسازی به بزرگترین مصرف کننده مواد آلومینیوم تبدیل شده است.

2 الزامات فنی برای ورق های مهر زنی آلومینیوم در مهر زنی

2.1 الزامات شکل دهی و قالب برای ورق های آلومینیومی

فرآیند شکل‌دهی آلیاژ آلومینیوم مشابه ورق‌های نورد سرد معمولی است که امکان کاهش مواد زائد و تولید ضایعات آلومینیوم با افزودن فرآیندها وجود دارد. با این حال، در مقایسه با ورق های نورد سرد تفاوت هایی در نیاز قالب وجود دارد.

2.2 ذخیره سازی طولانی مدت ورق های آلومینیومی

پس از سخت شدن سن، استحکام تسلیم ورق‌های آلومینیومی افزایش می‌یابد و فرآیند تشکیل لبه آن‌ها را کاهش می‌دهد. هنگام ساخت قالب ها، استفاده از موادی را در نظر بگیرید که الزامات مشخصات بالایی را برآورده می کنند و قبل از تولید، تأیید امکان سنجی را انجام می دهند.

روغن کشسان/روغن ضد زنگ که برای تولید استفاده می شود مستعد تبخیر است. پس از باز شدن بسته بندی ورق باید بلافاصله استفاده شود و یا قبل از مهر زدن تمیز و روغن کاری شود.

سطح مستعد اکسیداسیون است و نباید در فضای باز نگهداری شود. مدیریت ویژه (بسته بندی) مورد نیاز است.

3 الزامات فنی برای ورق های مهر زنی آلومینیوم در جوشکاری

فرآیندهای اصلی جوشکاری در طول مونتاژ بدنه‌های آلیاژ آلومینیوم عبارتند از: جوشکاری مقاومتی، جوشکاری انتقال سرد CMT، جوشکاری با گاز بی‌اثر تنگستن (TIG)، پرچ کردن، پانچ کردن، و سنگ‌زنی/صیقل‌کاری.

3.1 جوشکاری بدون پرچ برای ورق های آلومینیومی

اجزای ورق آلومینیومی بدون پرچ با اکستروژن سرد دو یا چند لایه ورق فلزی با استفاده از تجهیزات تحت فشار و قالب های مخصوص تشکیل می شوند. این فرآیند باعث ایجاد نقاط اتصال تعبیه شده با مقاومت کششی و برشی مشخص می شود. ضخامت ورق های اتصال می تواند یکسان یا متفاوت باشد و می توانند دارای لایه های چسبنده یا لایه های میانی دیگری با مواد مشابه یا متفاوت باشند. این روش اتصالات خوبی را بدون نیاز به کانکتورهای کمکی ایجاد می کند.

3.2 جوشکاری مقاومتی

در حال حاضر، جوشکاری مقاومتی آلیاژ آلومینیوم معمولاً از فرآیندهای جوشکاری مقاومتی با فرکانس متوسط ​​یا فرکانس بالا استفاده می کند. این فرآیند جوشکاری، فلز پایه را در محدوده قطر الکترود جوشکاری در مدت زمان بسیار کوتاهی ذوب می کند تا یک حوضچه جوش تشکیل شود.

نقاط جوش به سرعت سرد می شوند تا اتصالات ایجاد شود، با حداقل امکان تولید گرد و غبار آلومینیوم منیزیم. بیشتر دودهای جوشکاری تولید شده از ذرات اکسید از سطح فلز و ناخالصی های سطح تشکیل شده است. تهویه محلی اگزوز در طول فرآیند جوشکاری برای حذف سریع این ذرات در اتمسفر ارائه می شود و حداقل رسوب گرد و غبار آلومینیوم-منیزیم وجود دارد.

3.3 CMT جوشکاری انتقال سرد و جوشکاری TIG

این دو فرآیند جوشکاری به دلیل محافظت از گاز بی اثر، ذرات فلزی آلومینیوم منیزیم کوچکتری را در دماهای بالا تولید می کنند. این ذرات می توانند تحت تأثیر قوس به محیط کار پاشیده شوند و خطر انفجار گرد و غبار آلومینیوم-منیزیم را به همراه داشته باشند. بنابراین، اقدامات احتیاطی و اقداماتی برای پیشگیری و درمان انفجار گرد و غبار ضروری است.

4 الزامات فنی برای ورق های مهر زنی آلومینیوم در نورد لبه

تفاوت بین نورد لبه آلیاژ آلومینیوم و نورد لبه ورق سرد معمولی قابل توجه است. آلومینیوم انعطاف پذیری کمتری نسبت به فولاد دارد، بنابراین باید از فشار بیش از حد در هنگام نورد اجتناب شود و سرعت نورد باید نسبتاً آهسته باشد، معمولاً 200-250 میلی متر بر ثانیه. هر زاویه نورد نباید از 30 درجه تجاوز کند و باید از نورد V شکل اجتناب شود.

دمای مورد نیاز برای نورد آلیاژ آلومینیوم: باید در دمای اتاق 20 درجه سانتیگراد انجام شود. قطعاتی که مستقیماً از انبار سرد گرفته می شوند نباید فوراً در معرض نورد لبه قرار گیرند.

5 اشکال و ویژگی های نورد لبه برای ورق های مهر زنی آلومینیومی

5.1 اشکال نورد لبه برای ورق های مهر زنی آلومینیومی

نورد معمولی شامل سه مرحله است: پیش نورد اولیه، پیش نورد ثانویه و نورد نهایی. این معمولاً زمانی استفاده می‌شود که نیازی به مقاومت خاصی وجود نداشته باشد و زوایای فلنج صفحه بیرونی نرمال باشد.

نورد سبک اروپایی از چهار مرحله تشکیل شده است: پیش نورد اولیه، پیش نورد ثانویه، نورد نهایی و نورد به سبک اروپایی. این معمولاً برای نوردهای لبه بلند مانند روکش های جلو و عقب استفاده می شود. نورد سبک اروپایی نیز می تواند برای کاهش یا از بین بردن عیوب سطح استفاده شود.

5.2 ویژگی های نورد لبه برای ورق های مهر زنی آلومینیومی

برای تجهیزات نورد اجزای آلومینیومی، قالب زیرین و بلوک درج باید به طور منظم با کاغذ سنباده 800-1200# پولیش داده شود تا اطمینان حاصل شود که هیچ ضایعات آلومینیومی روی سطح وجود ندارد.

6 علت مختلف عیوب ناشی از نورد لبه ورق های مهر زنی آلومینیوم

علل مختلف عیوب ناشی از نورد لبه قطعات آلومینیومی در جدول نشان داده شده است.

7 الزامات فنی برای پوشش ورق های مهر زنی آلومینیومی

7.1 اصول و اثرات غیرفعال سازی شستشو با آب برای ورق های مهر زنی آلومینیومی

غیرفعال سازی شستشو با آب به از بین بردن لایه اکسیدی طبیعی و لکه های روغن روی سطح قطعات آلومینیومی و از طریق واکنش شیمیایی بین آلیاژ آلومینیوم و محلول اسیدی، ایجاد یک لایه اکسید متراکم بر روی سطح قطعه کار اشاره دارد. فیلم اکسیدی، لکه های روغن، جوشکاری و چسبندگی روی سطح قطعات آلومینیومی پس از مهر زنی تاثیر دارند. برای بهبود چسبندگی چسب ها و جوش ها، از یک فرآیند شیمیایی برای حفظ طولانی مدت اتصالات چسب و پایداری مقاومت روی سطح استفاده می شود و به جوشکاری بهتر دست می یابد. بنابراین، قطعاتی که به جوشکاری لیزری، جوشکاری انتقال فلز سرد (CMT) و سایر فرآیندهای جوشکاری نیاز دارند، نیاز به غیرفعال سازی شستشو با آب دارند.

7.2 جریان فرآیند غیرفعال سازی شستشوی آب برای ورق های مهر زنی آلومینیومی

تجهیزات غیرفعال سازی شستشوی آب شامل یک منطقه چربی زدایی، یک منطقه شستشوی آب صنعتی، یک منطقه غیرفعال سازی، یک منطقه شستشو با آب تمیز، یک منطقه خشک کردن و یک سیستم اگزوز است. قطعات آلومینیومی که باید درمان شوند در یک سبد لباسشویی قرار می گیرند، ثابت می شوند و در مخزن فرو می روند. در مخازن حاوی حلال های مختلف، قطعات به طور مکرر با تمام محلول های کار در مخزن شستشو داده می شود. تمام مخازن مجهز به پمپ های گردش خون و نازل برای اطمینان از شستشوی یکنواخت تمام قطعات هستند. جریان فرآیند غیرفعال سازی شستشو با آب به شرح زیر است: چربی زدایی 1→ چربی زدایی 2→ شستشوی با آب 2→ شستشوی با آب 3→ غیرفعال کردن → شستشوی با آب 4→ شستشوی با آب 5→ شستشوی با آب 6→ خشک کردن. ریخته گری آلومینیومی می تواند از شستشوی آب رد شود 2.

7.3 فرآیند خشک کردن برای غیرفعال کردن آب شستشو ورق های مهر زنی آلومینیومی

حدود 7 دقیقه طول می کشد تا دمای قطعه از دمای اتاق به 140 درجه سانتی گراد برسد و حداقل زمان پخت برای چسب ها 20 دقیقه است.

قطعات آلومینیومی در حدود 10 دقیقه از دمای اتاق به دمای نگهداری می‌رسند و زمان نگهداری آلومینیوم حدود 20 دقیقه است. پس از نگهداری حدود 7 دقیقه از دمای خود نگهدار تا 100 درجه سانتیگراد خنک می شود. پس از نگهداری تا دمای اتاق خنک می شود. بنابراین، کل فرآیند خشک کردن قطعات آلومینیومی 37 دقیقه است.

8 نتیجه گیری

خودروهای مدرن به سمت مسیرهای سبک وزن، پرسرعت، ایمن، راحت، کم هزینه، کم انتشار و انرژی کارآمد پیش می روند. توسعه صنعت خودرو ارتباط نزدیکی با بهره وری انرژی، حفاظت از محیط زیست و ایمنی دارد. با افزایش آگاهی از حفاظت از محیط زیست، مواد ورق آلومینیوم دارای مزایای بی نظیری در هزینه، فناوری ساخت، عملکرد مکانیکی و توسعه پایدار در مقایسه با سایر مواد سبک وزن هستند. بنابراین، آلیاژ آلومینیوم به ماده سبک وزن ترجیحی در صنعت خودرو تبدیل خواهد شد.

ویرایش شده توسط می جیانگ از MAT آلومینیوم