1 La aplicación de la aleación de aluminio en la industria automotriz.
Actualmente, la industria automotriz utiliza entre el 12 % y el 15 % del consumo mundial de aluminio, superando en algunos países desarrollados el 25 %. En 2002, toda la industria automotriz europea consumió más de 1,5 millones de toneladas métricas de aleación de aluminio al año. Aproximadamente 250 000 toneladas métricas se destinaron a la fabricación de carrocerías, 800 000 a la fabricación de sistemas de transmisión de automóviles y otras 428 000 a la fabricación de sistemas de tracción y suspensión de vehículos. Es evidente que la industria automotriz se ha convertido en el mayor consumidor de materiales de aluminio.
2 Requisitos Técnicos para Láminas de Estampado de Aluminio en Estampación
2.1 Requisitos de conformado y matriz para láminas de aluminio
El proceso de conformado de las aleaciones de aluminio es similar al de las láminas laminadas en frío convencionales, con la posibilidad de reducir la generación de material de desecho y chatarra de aluminio mediante la adición de procesos. Sin embargo, existen diferencias en los requisitos de la matriz en comparación con las láminas laminadas en frío.
2.2 Almacenamiento a largo plazo de láminas de aluminio
Tras el endurecimiento por envejecimiento, el límite elástico de las láminas de aluminio aumenta, lo que reduce su procesabilidad para el conformado de bordes. Al fabricar matrices, considere utilizar materiales que cumplan con las especificaciones más exigentes y verifique su viabilidad antes de la producción.
El aceite de estiramiento/anticorrosivo utilizado en la producción es propenso a volatilizarse. Tras abrir el envase de la lámina, debe utilizarse inmediatamente o limpiarse y engrasarse antes de estampar.
La superficie es propensa a la oxidación y no debe almacenarse al aire libre. Requiere un manejo especial (embalaje).
3 Requisitos Técnicos para Láminas de Estampado de Aluminio en Soldadura
Los principales procesos de soldadura durante el ensamblaje de cuerpos de aleación de aluminio incluyen soldadura por resistencia, soldadura de transición en frío CMT, soldadura con gas inerte de tungsteno (TIG), remachado, punzonado y esmerilado/pulido.
3.1 Soldadura sin remachado para láminas de aluminio
Los componentes de lámina de aluminio sin remaches se forman mediante la extrusión en frío de dos o más capas de láminas metálicas mediante equipos de presión y moldes especiales. Este proceso crea puntos de conexión embebidos con una determinada resistencia a la tracción y al cizallamiento. El espesor de las láminas de conexión puede ser igual o diferente, y pueden tener capas adhesivas u otras capas intermedias, con materiales iguales o diferentes. Este método produce buenas conexiones sin necesidad de conectores auxiliares.
3.2 Soldadura por resistencia
Actualmente, la soldadura por resistencia de aleaciones de aluminio generalmente utiliza procesos de soldadura por resistencia de media o alta frecuencia. Este proceso funde el metal base dentro del rango de diámetro del electrodo de soldadura en un tiempo extremadamente corto para formar un baño de fusión.
Los puntos de soldadura se enfrían rápidamente para formar las uniones, con mínimas posibilidades de generar polvo de aluminio y magnesio. La mayoría de los humos de soldadura producidos consisten en partículas de óxido de la superficie metálica e impurezas superficiales. Durante el proceso de soldadura, se utiliza ventilación local por extracción para eliminar rápidamente estas partículas a la atmósfera, y la deposición de polvo de aluminio y magnesio es mínima.
3.3 Soldadura de transición fría CMT y soldadura TIG
Estos dos procesos de soldadura, gracias a la protección del gas inerte, producen partículas metálicas de aluminio y magnesio más pequeñas a altas temperaturas. Estas partículas pueden salpicar el entorno de trabajo bajo la acción del arco, lo que supone un riesgo de explosión de polvo de aluminio y magnesio. Por lo tanto, es necesario tomar precauciones y medidas para la prevención y el tratamiento de explosiones de polvo.
4 Requisitos Técnicos para Láminas de Estampado de Aluminio en el Laminado de Cantos
La diferencia entre el laminado de cantos de aleación de aluminio y el laminado de cantos de chapa laminada en frío convencional es significativa. El aluminio es menos dúctil que el acero, por lo que se debe evitar una presión excesiva durante el laminado y la velocidad de laminado debe ser relativamente baja, típicamente de 200 a 250 mm/s. Cada ángulo de laminado no debe superar los 30° y se debe evitar el laminado en forma de V.
Requisitos de temperatura para el laminado de aleaciones de aluminio: Debe realizarse a una temperatura ambiente de 20 °C. Las piezas extraídas directamente del almacén frigorífico no deben someterse inmediatamente al laminado de cantos.
5 formas y características del laminado de cantos para láminas de estampación de aluminio
5.1 Formas de laminado de cantos para láminas de estampación de aluminio
El laminado convencional consta de tres pasos: prelaminado inicial, prelaminado secundario y laminado final. Se suele utilizar cuando no existen requisitos específicos de resistencia y los ángulos de la brida de la placa exterior son normales.
El laminado europeo consta de cuatro pasos: prelaminado inicial, prelaminado secundario, laminado final y laminado europeo. Se utiliza generalmente para laminados de cantos largos, como las tapas delantera y trasera. El laminado europeo también puede utilizarse para reducir o eliminar defectos superficiales.
5.2 Características del laminado de cantos para láminas de estampación de aluminio
Para los equipos de laminado de componentes de aluminio, el molde inferior y el bloque de inserción deben pulirse y mantenerse regularmente con papel de lija de 800 a 1200 lb para garantizar que no queden restos de aluminio en la superficie.
6 causas diversas de defectos causados por el laminado de los bordes de las láminas de estampación de aluminio
En la tabla se muestran diversas causas de defectos provocados por el laminado de bordes de piezas de aluminio.
7 Requisitos Técnicos para el Recubrimiento de Láminas de Estampación de Aluminio
7.1 Principios y efectos de la pasivación por lavado con agua para láminas de estampación de aluminio
La pasivación por lavado con agua consiste en eliminar la película de óxido y las manchas de aceite que se forman naturalmente en la superficie de las piezas de aluminio. Mediante una reacción química entre la aleación de aluminio y una solución ácida, se crea una densa película de óxido sobre la superficie de la pieza. La película de óxido, las manchas de aceite, la soldadura y la adhesión en la superficie de las piezas de aluminio después del estampado influyen. Para mejorar la adhesión de los adhesivos y las soldaduras, se utiliza un proceso químico que mantiene uniones adhesivas duraderas y estabilidad de la resistencia en la superficie, logrando una mejor soldadura. Por lo tanto, las piezas que requieren soldadura láser, soldadura de transición de metal frío (CMT) y otros procesos de soldadura deben someterse a la pasivación por lavado con agua.
7.2 Flujo del proceso de pasivación por lavado con agua para láminas de estampación de aluminio
El equipo de pasivación por lavado con agua consta de una zona de desengrasado, una zona de lavado con agua industrial, una zona de pasivación, una zona de enjuague con agua limpia, una zona de secado y un sistema de escape. Las piezas de aluminio a tratar se colocan en una cesta de lavado, se fijan y se introducen en el tanque. En los tanques que contienen diferentes disolventes, las piezas se enjuagan repetidamente con todas las soluciones de trabajo. Todos los tanques están equipados con bombas de circulación y boquillas para garantizar un enjuague uniforme de todas las piezas. El flujo del proceso de pasivación por lavado con agua es el siguiente: desengrasado 1 → desengrasado 2 → lavado con agua 2 → lavado con agua 3 → pasivación → lavado con agua 4 → lavado con agua 5 → lavado con agua 6 → secado. Las piezas fundidas de aluminio pueden omitir el lavado con agua 2.
7.3 Proceso de secado para la pasivación por lavado con agua de láminas de estampación de aluminio
La temperatura de la pieza tarda aproximadamente 7 minutos en subir desde la temperatura ambiente a 140 °C y el tiempo mínimo de curado de los adhesivos es de 20 minutos.
Las piezas de aluminio se calientan desde la temperatura ambiente hasta la temperatura de mantenimiento en aproximadamente 10 minutos, y el tiempo de mantenimiento para el aluminio es de aproximadamente 20 minutos. Tras el mantenimiento, se enfrían desde la temperatura de automantenimiento hasta 100 °C durante aproximadamente 7 minutos. Después del mantenimiento, se enfrían a temperatura ambiente. Por lo tanto, el proceso completo de secado para las piezas de aluminio dura 37 minutos.
8 Conclusión
Los automóviles modernos están evolucionando hacia la ligereza, la alta velocidad, la seguridad, la comodidad, el bajo coste, las bajas emisiones y la eficiencia energética. El desarrollo de la industria automotriz está estrechamente vinculado a la eficiencia energética, la protección del medio ambiente y la seguridad. Con la creciente concienciación sobre la protección del medio ambiente, las láminas de aluminio ofrecen ventajas inigualables en cuanto a coste, tecnología de fabricación, rendimiento mecánico y desarrollo sostenible en comparación con otros materiales ligeros. Por lo tanto, la aleación de aluminio se convertirá en el material ligero predilecto en la industria automotriz.
Editado por May Jiang de MAT Aluminum
Hora de publicación: 18 de abril de 2024
