控制系统部件-采用 FSW 工艺加工

焊接是轻合金材料的重要连接技术之一,具有减轻重量、节省材料、提高生产效率的作用。新型高强度铝合金、镁合金等材料采用传统熔焊(TIC/MAC)方法存在一系列问题,如熔焊过程中合金元素的燃烧、力学性能的降低、产生因此,一方面,传统的熔焊方法正在向高能量密度等离子、电子束、激光等先进熔焊方法发展;另一方面,搅拌摩擦焊等新型固相(非熔融)焊接方法在轻合金焊接中得到迅速发展和应用。

图1 电弧焊

图2 弧焊轮毂

搅拌摩擦焊(FSW)是一种先进的固相焊接技术,通过搅拌头的高速旋转,摩擦生热,非熔化状态,塑化,并被搅拌混合,实现冶金熔合。整个焊接过程绿色环保,无需焊接材料,焊接可直接熔透,可达到母材强度的85%。

图3 FSW原理

由于新能源汽车的轻量化和散热效率要求尤为突出,电池组、电驱动壳体、电控系统等部件往往具有较高的散热要求。因为过热不仅影响产品效率,而且对行车安全造成一定的隐患。

图4 ZF的ProAI域控制器

对于电机和控制器来说,液冷比风冷更能有效获得最佳的冷却效果。冷却液流动方向非常重要。冷却液的流向一般是从冷却水箱下部出来,经过水泵后先对电机控制器进行冷却。经过这样的循环,控制器的冷却需求得到了保证,使得电机控制器能够获得整个系统中温度最低的冷却液。这样的冷却系统对产品的结构设计和制造提出了更高的要求。产品往往有一些内腔结构,因为FSW技术可以更好地保证产品焊接结构的牢固性,并能承受更高的冷却。液体压力,因此可以充分发挥散热性能,保证组件的最大效率。

图5 内部结构及搅拌摩擦焊制备

图6 焊接过程及成品效果