汽車(chē)防腐設(shè)計(jì)

車(chē)身腐蝕直接關(guān)系著汽車(chē)的外觀和使用壽命，是汽車(chē)制造和腐蝕防護(hù)的重點(diǎn)研究課題之一，國(guó)內(nèi)的整車(chē)防腐設(shè)計(jì)和檢測(cè)還處于起步階段，本文從結(jié)構(gòu)、材料和制造工藝三方面重點(diǎn)介紹了提高汽車(chē)車(chē)身防腐性能的措施，并指出了汽車(chē)車(chē)身防腐技術(shù)未來(lái)的研究方向。

文/張菊香上海大眾汽車(chē)有限公司質(zhì)保實(shí)驗(yàn)室

隨著汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)展，汽車(chē)車(chē)身腐蝕已經(jīng)成為人們?nèi)找骊P(guān)注的問(wèn)題。汽車(chē)車(chē)身腐蝕可以分為外觀腐蝕，結(jié)構(gòu)腐蝕和穿孔腐蝕。外觀腐蝕指車(chē)身外觀損傷和銹蝕，直接影響汽車(chē)美觀和顧客滿意度；結(jié)構(gòu)腐蝕指車(chē)身結(jié)構(gòu)件發(fā)生腐蝕，直接影響汽車(chē)安全性和使用壽命；穿孔腐蝕指汽車(chē)內(nèi)腔或接縫處由于防腐能力薄弱，腐蝕介質(zhì)容易堆積導(dǎo)致車(chē)身銹穿，嚴(yán)重影響汽車(chē)外觀和使用壽命，央視3.15曝光的汽車(chē)腐蝕問(wèn)題就屬于汽車(chē)車(chē)身穿孔腐蝕。目前國(guó)內(nèi)的整車(chē)防腐設(shè)計(jì)和檢測(cè)還處于起步階段，如何通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)、材料和制造工藝的設(shè)計(jì)以保證整車(chē)防腐質(zhì)量是各汽車(chē)公司研究的重點(diǎn)。

汽車(chē)設(shè)計(jì)的防腐措施

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

汽車(chē)設(shè)計(jì)工程師在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等方面具有很好的設(shè)計(jì)能力，而往往忽略了結(jié)構(gòu)對(duì)車(chē)身防腐蝕性能的影響，但是很多腐蝕生銹問(wèn)題都是由不合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成的，因此在車(chē)身設(shè)計(jì)階段應(yīng)重點(diǎn)考慮：

（1）接縫設(shè)計(jì)

汽車(chē)車(chē)身由金屬鋼板拼焊而成，拼焊縫隙本身就是涂裝的薄弱部位，而且水，泥污等腐蝕介質(zhì)容易在縫隙堆積，導(dǎo)致金屬鋼板迅速腐蝕。因此在設(shè)計(jì)時(shí)需注意開(kāi)口根據(jù)汽車(chē)行駛方向，朝向水等腐蝕介質(zhì)難以進(jìn)入的方向，如圖“接縫開(kāi)口設(shè)計(jì)示意圖”所示；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中注意盡量使用整塊鋼板沖壓，減少縫隙。車(chē)身接縫設(shè)計(jì)還要充分考慮后續(xù)涂裝，密封，注蠟的匹配性，因此接縫設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合考慮的結(jié)果。

（2）空腔設(shè)計(jì)

車(chē)身空腔對(duì)增加汽車(chē)強(qiáng)度和減少汽車(chē)重量都非常重要，空腔的位置、形狀和密封性不僅直接影響車(chē)身的電泳、噴蠟和涂膠等工序，而且不合理的空腔設(shè)計(jì)會(huì)造成排氣排水不暢，產(chǎn)生電泳盲區(qū)以及酸、堿殘留，產(chǎn)生腐蝕，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致穿孔腐蝕，因此空腔設(shè)計(jì)應(yīng)合理布局空腔位置，以提高電泳、注蠟等防腐工藝的可實(shí)施性，便于后續(xù)涂膠密封，不僅可以隔絕外界腐蝕介質(zhì)，避免腐蝕，而且可以達(dá)到汽車(chē)減噪效果?？涨桓g是最常見(jiàn)的車(chē)身腐蝕之一，除了優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，很多汽車(chē)公司采用空腔注蠟以及高耐蝕材料等空腔防銹技術(shù)。

（3）工藝孔設(shè)計(jì)

為了滿足電泳，注蠟和安裝等工藝需要，車(chē)身設(shè)計(jì)了很多工藝孔。這些孔的數(shù)量，位置，尺寸，間距和分布等都直接影響涂層和蠟的分布以及腐蝕物質(zhì)的堆積，進(jìn)而影響車(chē)身防腐性能，因此在設(shè)計(jì)階段時(shí)就要充分注意在滿足車(chē)身強(qiáng)度和剛度的前提下，內(nèi)腔盡量增加電泳工藝孔以提高漆膜厚度，結(jié)合電泳生產(chǎn)線和車(chē)身空腔結(jié)構(gòu)，合理設(shè)計(jì)和布置放氣孔，避免氣室，產(chǎn)生電泳盲區(qū)。工藝孔的設(shè)計(jì)不僅要充分考慮對(duì)車(chē)身防腐性能的影響，而且還涉及沖壓模具和成本，焊接夾具和定位，車(chē)身強(qiáng)度和剛度，減噪等，設(shè)計(jì)過(guò)程中需要多方考慮，才能達(dá)到最優(yōu)的效果。

材料選擇

車(chē)身材料不僅關(guān)系車(chē)身強(qiáng)度和剛度等安全性和舒適性，而且直接影響防腐性能和使用壽命。因此如何合理選擇車(chē)身材料一直是汽車(chē)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。目前使用較多的車(chē)身材料包括中低強(qiáng)度鋼板，高強(qiáng)度鋼板和鋁合金。

善汽車(chē)的外觀性能，提高汽車(chē)檔次，更重要的是可以提高汽車(chē)的內(nèi)在質(zhì)量，延長(zhǎng)汽車(chē)使用壽命。

開(kāi)發(fā)先進(jìn)的車(chē)身防腐制造工藝隨著制造業(yè)和材料工業(yè)的發(fā)展，各汽車(chē)公司不斷開(kāi)發(fā)先進(jìn)的車(chē)身制造工藝，以提高整車(chē)車(chē)身防腐性能。例如，提高自動(dòng)化程度，縮短制造流程，有效減少工序間的銹蝕；采用激光拼焊技術(shù)，提高縫隙質(zhì)量；采用擺桿輸送機(jī)、全懸反向輸送機(jī)（Ro-Dip）以及多功能穿梭機(jī)，實(shí)現(xiàn)車(chē)身在電泳槽內(nèi)360°翻轉(zhuǎn)，并通過(guò)優(yōu)化出入槽角度，增加排氣功能，使內(nèi)腔的槽液得到充分的流動(dòng)，消除內(nèi)腔氣泡，解決內(nèi)腔漆膜偏薄問(wèn)題，提高油漆厚度均勻性。

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在汽車(chē)車(chē)身防腐設(shè)計(jì)上的應(yīng)用電泳本質(zhì)上是將涂層沉積到基材上的電化學(xué)過(guò)程，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和電化學(xué)的結(jié)合，模擬車(chē)身電力線分布和水等腐蝕介質(zhì)在車(chē)身中的流動(dòng)，提高電泳的泳透力，改善車(chē)身電泳涂層的膜厚度分布，避免空腔電泳盲區(qū)，從而提高汽車(chē)車(chē)身防腐性能。仿真技術(shù)不僅能夠盡早發(fā)現(xiàn)各類腐蝕缺陷，識(shí)別出問(wèn)題所在，降低生產(chǎn)成本，而且可以評(píng)估設(shè)計(jì)更改后的效果，大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，并節(jié)約了樣車(chē)制造成本。例如，增加加強(qiáng)板是否會(huì)對(duì)電泳涂層厚度產(chǎn)生不利影響，是否可以取消工藝孔或減小工藝孔，這些目前主要靠經(jīng)驗(yàn)和后期的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作，開(kāi)發(fā)時(shí)間長(zhǎng)，利用電泳仿真技術(shù)可以更快速地評(píng)估。目前在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的汽車(chē)公司逐步開(kāi)發(fā)出模擬車(chē)身電泳厚度的仿真系統(tǒng)，并投入到實(shí)際生產(chǎn)中，成為新車(chē)開(kāi)發(fā)中不可缺少的工具。

結(jié)束語(yǔ)

汽車(chē)車(chē)身防腐研究是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，材料選擇，制造工藝和防腐檢測(cè)的綜合課題。隨著中國(guó)汽車(chē)行業(yè)的蓬勃發(fā)展和顧客要求的不斷提高，各汽車(chē)公司逐步加強(qiáng)了汽車(chē)車(chē)身防腐技術(shù)的研究，一方面不斷學(xué)習(xí)和引進(jìn)其他公司先進(jìn)的技術(shù)和測(cè)試方法，另一方面結(jié)合中國(guó)的國(guó)情和使用環(huán)境，開(kāi)發(fā)自己的汽車(chē)車(chē)身防腐技術(shù)，但是總的來(lái)說(shuō)，與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的汽車(chē)廠相比，國(guó)產(chǎn)汽車(chē)的防腐技術(shù)相對(duì)還不夠成熟，因此如何提高國(guó)產(chǎn)汽車(chē)車(chē)身防腐質(zhì)量，降低整車(chē)防腐成本，提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

1、胡林林，周天寶。奧迪轎車(chē)內(nèi)腔防銹技術(shù)[J].汽車(chē)技術(shù)，1996，（3）：40-422、張春和，張大鵬，蔡志強(qiáng)。沿海地區(qū)汽車(chē)腐蝕的原因與防護(hù)方法探析[J].腐蝕與防護(hù)，2003，24（12）：542-5443、魏元生。鍍鋅板種類及其在車(chē)身上的應(yīng)用[J].汽車(chē)工藝與材料，2011，（9）：51-624、黃建中，朱峰，鐘積禮，呂秦，潘金山。汽車(chē)及其用材的腐蝕與對(duì)策-中國(guó)·瑞典10年合作研究[J].腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)，1999，（1）：1-125、張紅，杜翠薇，李曉剛，齊慧濱。鍍鋅層破損汽車(chē)鋼板的腐蝕行為研究[J