۱- کاربرد آلیاژ آلومینیوم در صنعت خودرو
در حال حاضر، بیش از ۱۲ تا ۱۵ درصد از مصرف آلومینیوم جهان توسط صنعت خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرد و این رقم در برخی از کشورهای توسعه‌یافته به بیش از ۲۵ درصد می‌رسد. در سال ۲۰۰۲، کل صنعت خودروسازی اروپا بیش از ۱.۵ میلیون تن آلیاژ آلومینیوم در سال مصرف کرد. تقریباً ۲۵۰،۰۰۰ تن برای ساخت بدنه، ۸۰۰،۰۰۰ تن برای ساخت سیستم انتقال قدرت خودرو و ۴۲۸،۰۰۰ تن دیگر برای ساخت سیستم‌های محرکه و تعلیق خودرو استفاده شد. بدیهی است که صنعت خودروسازی به بزرگترین مصرف‌کننده مواد آلومینیومی تبدیل شده است.
2 الزامات فنی برای ورق های مهر زنی آلومینیومی در مهر زنی
۲.۱ الزامات شکل‌دهی و قالب برای ورق‌های آلومینیومی
فرآیند شکل‌دهی آلیاژ آلومینیوم مشابه ورق‌های نورد سرد معمولی است، با این تفاوت که با افزودن فرآیندها می‌توان ضایعات و تولید ضایعات آلومینیوم را کاهش داد. با این حال، در مقایسه با ورق‌های نورد سرد، تفاوت‌هایی در الزامات قالب وجود دارد.
۲.۲ نگهداری طولانی مدت ورق‌های آلومینیومی
پس از پیرسازی، استحکام تسلیم ورق‌های آلومینیومی افزایش می‌یابد و قابلیت فرآیندپذیری شکل‌دهی لبه آنها را کاهش می‌دهد. هنگام ساخت قالب‌ها، استفاده از موادی را که الزامات مشخصات بالا را برآورده می‌کنند، در نظر بگیرید و قبل از تولید، تأیید امکان‌سنجی را انجام دهید.
روغن کششی/روغن ضد زنگ مورد استفاده در تولید، مستعد تبخیر است. پس از باز کردن بسته‌بندی ورق، باید بلافاصله استفاده شود یا قبل از مهر زدن، تمیز و روغن‌کاری شود.
سطح مستعد اکسیداسیون است و نباید در فضای باز نگهداری شود. مدیریت ویژه (بسته بندی) مورد نیاز است.
۳ الزامات فنی برای ورق‌های مهرزنی آلومینیومی در جوشکاری
فرآیندهای اصلی جوشکاری در طول مونتاژ بدنه‌های آلیاژ آلومینیوم شامل جوشکاری مقاومتی، جوشکاری انتقال سرد CMT، جوشکاری گاز بی‌اثر تنگستن (TIG)، پرچ‌کاری، پانچ‌کاری و سنگ‌زنی/پولیش‌کاری است.
۳.۱ جوشکاری بدون پرچ برای ورق‌های آلومینیومی
اجزای ورق آلومینیومی بدون پرچ کاری با اکستروژن سرد دو یا چند لایه ورق فلزی با استفاده از تجهیزات فشار و قالب‌های مخصوص تشکیل می‌شوند. این فرآیند نقاط اتصال تعبیه شده با مقاومت کششی و برشی مشخص ایجاد می‌کند. ضخامت ورق‌های اتصال می‌تواند یکسان یا متفاوت باشد و می‌توانند دارای لایه‌های چسب یا سایر لایه‌های میانی باشند، با مواد یکسان یا متفاوت. این روش اتصالات خوبی را بدون نیاز به اتصال‌دهنده‌های کمکی ایجاد می‌کند.
۳.۲ جوشکاری مقاومتی
در حال حاضر، جوشکاری مقاومتی آلیاژ آلومینیوم عموماً از فرآیندهای جوشکاری مقاومتی با فرکانس متوسط یا فرکانس بالا استفاده می‌کند. این فرآیند جوشکاری، فلز پایه را در محدوده قطر الکترود جوشکاری در مدت زمان بسیار کوتاهی ذوب می‌کند تا حوضچه جوش تشکیل شود.
نقاط جوشکاری به سرعت خنک می‌شوند تا اتصالات را تشکیل دهند، و احتمال ایجاد گرد و غبار آلومینیوم-منیزیم به حداقل می‌رسد. بیشتر دودهای جوشکاری تولید شده شامل ذرات اکسید از سطح فلز و ناخالصی‌های سطحی هستند. تهویه موضعی در طول فرآیند جوشکاری برای حذف سریع این ذرات به جو فراهم می‌شود و حداقل رسوب گرد و غبار آلومینیوم-منیزیم وجود دارد.
۳.۳ جوشکاری انتقال سرد CMT و جوشکاری TIG
این دو فرآیند جوشکاری، به دلیل محافظت توسط گاز بی‌اثر، ذرات فلزی آلومینیوم-منیزیم کوچک‌تری را در دماهای بالا تولید می‌کنند. این ذرات می‌توانند تحت عمل قوس به محیط کار پاشیده شوند و خطر انفجار گرد و غبار آلومینیوم-منیزیم را ایجاد کنند. بنابراین، اقدامات احتیاطی و پیشگیرانه برای پیشگیری و درمان انفجار گرد و غبار ضروری است.
۴ الزام فنی برای ورق‌های مهرزنی آلومینیومی در نورد لبه
تفاوت بین نورد لبه آلیاژ آلومینیوم و نورد لبه ورق نورد سرد معمولی قابل توجه است. آلومینیوم نسبت به فولاد انعطاف پذیری کمتری دارد، بنابراین باید از فشار بیش از حد در حین 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 از نورد V شکل باید اجتناب شود.
الزامات دمایی برای نورد آلیاژ آلومینیوم: این کار باید در دمای اتاق 20 درجه سانتیگراد انجام شود. قطعاتی که مستقیماً از انبار سرد گرفته می‌شوند نباید بلافاصله تحت نورد لبه قرار گیرند.
5 شکل و ویژگی نورد لبه برای ورق‌های مهرزنی آلومینیومی
۵.۱ انواع نورد لبه برای ورق‌های مهرزنی آلومینیومی
نورد معمولی شامل سه مرحله است: پیش نورد اولیه، پیش نورد ثانویه و نورد نهایی. این معمولاً زمانی استفاده می‌شود که هیچ الزام خاصی برای استحکام وجود نداشته باشد و زوایای بال صفحه بیرونی نرمال باشند.
نورد به سبک اروپایی شامل چهار مرحله است: پیش نورد اولیه، پیش نورد ثانویه، نورد نهایی و نورد به سبک اروپایی. این معمولاً برای نورد لبه بلند، مانند پوشش‌های جلو و عقب استفاده می‌شود. نورد به سبک اروپایی همچنین می‌تواند برای کاهش یا حذف عیوب سطحی استفاده شود.
۵.۲ ویژگی‌های نورد لبه برای ورق‌های مهرزنی آلومینیومی
برای تجهیزات نورد قطعات آلومینیومی، قالب پایینی و بلوک داخلی باید به طور مرتب با کاغذ سنباده ۸۰۰-۱۲۰۰# صیقل داده شده و نگهداری شوند تا از عدم وجود ضایعات آلومینیومی روی سطح اطمینان حاصل شود.
6 علت مختلف نقص‌های ناشی از نورد لبه ورق‌های مهرزنی آلومینیومی
علل مختلف عیوب ناشی از نورد لبه قطعات آلومینیومی در جدول نشان داده شده است.
7 الزام فنی برای پوشش ورق‌های مهرزنی آلومینیومی
۷.۱ اصول و اثرات پسیواسیون با آب برای ورق‌های مهرزنی آلومینیومی
غیرفعال‌سازی با آب به حذف لایه اکسید طبیعی تشکیل شده و لکه‌های روغنی روی سطح قطعات آلومینیومی و ایجاد یک لایه اکسید متراکم روی سطح قطعه کار از طریق واکنش شیمیایی بین آلیاژ آلومینیوم و یک محلول اسیدی اشاره دارد. لایه اکسید، لکه‌های روغنی، جوشکاری و اتصال چسبی روی سطح قطعات آلومینیومی پس از پرس‌کاری، همگی تأثیرگذار هستند. برای بهبود چسبندگی چسب‌ها و جوش‌ها، از یک فرآیند شیمیایی برای حفظ اتصالات چسبی طولانی مدت و پایداری مقاومت روی سطح و دستیابی به جوشکاری بهتر استفاده می‌شود. بنابراین، قطعاتی که نیاز به جوشکاری لیزری، جوشکاری انتقالی فلز سرد (CMT) و سایر فرآیندهای جوشکاری دارند، باید غیرفعال‌سازی با آب را انجام دهند.
۷.۲ جریان فرآیند پسیواسیون با آب برای ورق‌های مهرزنی آلومینیومی
تجهیزات غیرفعال‌سازی با آب شامل یک ناحیه چربی‌زدایی، یک ناحیه شستشوی صنعتی با آب، یک ناحیه غیرفعال‌سازی، یک ناحیه شستشوی با آب تمیز، یک ناحیه خشک‌کن و یک سیستم اگزوز است. قطعات آلومینیومی که باید تحت عملیات قرار گیرند، در یک سبد شستشو قرار داده می‌شوند، ثابت می‌شوند و به داخل مخزن پایین آورده می‌شوند. در مخازن حاوی حلال‌های مختلف، قطعات به طور مکرر با تمام محلول‌های کاری موجود در مخزن شستشو داده می‌شوند. همه مخازن مجهز به پمپ‌های گردش و نازل‌ها هستند تا شستشوی یکنواخت همه قطعات تضمین شود. جریان فرآیند غیرفعال‌سازی با آب به شرح زیر است: چربی‌زدایی ۱→ چربی‌زدایی ۲→ شستشوی آب ۲→ شستشوی آب ۳→ غیرفعال‌سازی→ شستشوی آب ۴→ شستشوی آب ۵→ شستشوی آب ۶→ خشک کردن. ریخته‌گری‌های آلومینیومی می‌توانند از شستشوی آب ۲ صرف نظر کنند.
۷.۳ فرآیند خشک کردن برای پسیواسیون با آب برای ورق‌های مهرزنی آلومینیومی
حدود ۷ دقیقه طول می کشد تا دمای قطعه از دمای اتاق به ۱۴۰ درجه سانتیگراد برسد و حداقل زمان پخت برای چسب ها ۲۰ دقیقه است.
قطعات آلومینیومی در حدود ۱۰ دقیقه از دمای اتاق به دمای نگهداری افزایش می‌یابند و زمان نگهداری برای آلومینیوم حدود ۲۰ دقیقه است. پس از نگهداری، از دمای خودنگهداری تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد به مدت حدود ۷ دقیقه خنک می‌شود. پس از نگهداری، تا دمای اتاق خنک می‌شود. بنابراین، کل فرآیند خشک کردن قطعات آلومینیومی ۳۷ دقیقه است.
۸ نتیجه‌گیری
خودروهای مدرن به سمت سبکی، سرعت بالا، ایمنی، راحتی، هزینه کم، انتشار کم و بهره‌وری انرژی در حال پیشرفت هستند. توسعه صنعت خودرو ارتباط نزدیکی با بهره‌وری انرژی، حفاظت از محیط زیست و ایمنی دارد. با افزایش آگاهی از حفاظت از محیط زیست، مواد ورق آلومینیومی در مقایسه با سایر مواد سبک وزن، از مزایای بی‌نظیری در هزینه، فناوری تولید، عملکرد مکانیکی و توسعه پایدار برخوردارند. بنابراین، آلیاژ آلومینیوم به ماده سبک وزن ترجیحی در صنعت خودرو تبدیل خواهد شد.
ویرایش شده توسط می جیانگ از MAT Aluminum
زمان ارسال: ۱۸ آوریل ۲۰۲۴
