汽車防腐設(shè)計

車身腐蝕直接關(guān)系著汽車的外觀和使用壽命，是汽車制造和腐蝕防護的重點研究課題之一，國內(nèi)的整車防腐設(shè)計和檢測還處于起步階段，本文從結(jié)構(gòu)、材料和制造工藝三方面重點介紹了提高汽車車身防腐性能的措施，并指出了汽車車身防腐技術(shù)未來的研究方向。

文/張菊香上海大眾汽車有限公司質(zhì)保實驗室

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

汽車設(shè)計的防腐措施

結(jié)構(gòu)設(shè)計

汽車設(shè)計工程師在結(jié)構(gòu)強度等方面具有很好的設(shè)計能力，而往往忽略了結(jié)構(gòu)對車身防腐蝕性能的影響，但是很多腐蝕生銹問題都是由不合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計造成的，因此在車身設(shè)計階段應(yīng)重點考慮：

（1）接縫設(shè)計

汽車車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，導致金屬鋼板迅速腐蝕。因此在設(shè)計時需注意開口根據(jù)汽車行駛方向，朝向水等腐蝕介質(zhì)難以進入的方向，如圖“接縫開口設(shè)計示意圖”所示；結(jié)構(gòu)設(shè)計中注意盡量使用整塊鋼板沖壓，減少縫隙。車身接縫設(shè)計還要充分考慮后續(xù)涂裝，密封，注蠟的匹配性，因此接縫設(shè)計是一個綜合考慮的結(jié)果。

（2）空腔設(shè)計

車身空腔對增加汽車強度和減少汽車重量都非常重要，空腔的位置、形狀和密封性不僅直接影響車身的電泳、噴蠟和涂膠等工序，而且不合理的空腔設(shè)計會造成排氣排水不暢，產(chǎn)生電泳盲區(qū)以及酸、堿殘留，產(chǎn)生腐蝕，嚴重時會導致穿孔腐蝕，因此空腔設(shè)計應(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，而且可以達到汽車減噪效果?？涨桓g是最常見的車身腐蝕之一，除了優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，很多汽車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

為了滿足電泳，注蠟和安裝等工藝需要，車身設(shè)計了很多工藝孔。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，進而影響車身防腐性能，因此在設(shè)計階段時就要充分注意在滿足車身強度和剛度的前提下，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)線和車身空腔結(jié)構(gòu)，合理設(shè)計和布置放氣孔，避免氣室，產(chǎn)生電泳盲區(qū)。工藝孔的設(shè)計不僅要充分考慮對車身防腐性能的影響，而且還涉及沖壓模具和成本，焊接夾具和定位，車身強度和剛度，減噪等，設(shè)計過程中需要多方考慮，才能達到最優(yōu)的效果。

材料選擇

車身材料不僅關(guān)系車身強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身材料一直是汽車設(shè)計的重要內(nèi)容。目前使用較多的車身材料包括中低強度鋼板，高強度鋼板和鋁合金。

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

開發(fā)先進的車身防腐制造工藝隨著制造業(yè)和材料工業(yè)的發(fā)展，各汽車公司不斷開發(fā)先進的車身制造工藝，以提高整車車身防腐性能。例如，提高自動化程度，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、全懸反向輸送機（Ro-Dip）以及多功能穿梭機，實現(xiàn)車身在電泳槽內(nèi)360°翻轉(zhuǎn)，并通過優(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，消除內(nèi)腔氣泡，解決內(nèi)腔漆膜偏薄問題，提高油漆厚度均勻性。

計算機仿真技術(shù)在汽車車身防腐設(shè)計上的應(yīng)用電泳本質(zhì)上是將涂層沉積到基材上的電化學過程，通過計算機仿真技術(shù)和電化學的結(jié)合，模擬車身電力線分布和水等腐蝕介質(zhì)在車身中的流動，提高電泳的泳透力，改善車身電泳涂層的膜厚度分布，避免空腔電泳盲區(qū)，從而提高汽車車身防腐性能。仿真技術(shù)不僅能夠盡早發(fā)現(xiàn)各類腐蝕缺陷，識別出問題所在，降低生產(chǎn)成本，而且可以評估設(shè)計更改后的效果，大大縮短了設(shè)計時間，并節(jié)約了樣車制造成本。例如，增加加強板是否會對電泳涂層厚度產(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)驗和后期的實驗進行操作，開發(fā)時間長，利用電泳仿真技術(shù)可以更快速地評估。目前在歐美發(fā)達國家的汽車公司逐步開發(fā)出模擬車身電泳厚度的仿真系統(tǒng)，并投入到實際生產(chǎn)中，成為新車開發(fā)中不可缺少的工具。

結(jié)束語

汽車車身防腐研究是結(jié)構(gòu)設(shè)計，材料選擇，制造工藝和防腐檢測的綜合課題。隨著中國汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展和顧客要求的不斷提高，各汽車公司逐步加強了汽車車身防腐技術(shù)的研究，一方面不斷學習和引進其他公司先進的技術(shù)和測試方法，另一方面結(jié)合中國的國情和使用環(huán)境，開發(fā)自己的汽車車身防腐技術(shù)，但是總的來說，與歐美等發(fā)達國家的汽車廠相比，國產(chǎn)汽車的防腐技術(shù)相對還不夠成熟，因此如何提高國產(chǎn)汽車車身防腐質(zhì)量，降低整車防腐成本，提升產(chǎn)品競爭力，對中國汽車工業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。

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