摩托車燃油箱內(nèi)外殼體焊接與材料選用的探討

馬書義

（江門市大長江集團有限公司，廣東 江門 529000）

摩托車燃油箱是摩托車上集功能件、安全件與外觀造型件三位一體的重要部件，特別對跨式車尤為重要，是體現(xiàn)整車造型風格及燃油系統(tǒng)中重要的部件之一。所以，摩托車燃油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計、用材、制造工藝及整體品質(zhì)，愈來愈受到重視。尤其是材料的選用，是保證燃油箱品質(zhì)和功能實現(xiàn)的重點之一。

本文就燃油箱內(nèi)外殼體材料的選擇，進行探討。

1 燃油箱的損傷與失效

摩托車燃油箱在用戶使用過程中，其損傷與失效可分為兩大類：

一類是外觀損傷，表現(xiàn)為涂漆起泡、脫落，貼花劃傷、翹起、脫落，外殼體碰撞變形等等。這一類的外觀損傷，一般不會造成功能失效，也不會造成不安全的故障。

另一類為功能性和安全性的損傷和失效。在摩托車的使用過程中，出現(xiàn)燃油箱滲漏油問題，嚴格來說，正常情況下是不允許出現(xiàn)的。輕者則浪費燃油，污染環(huán)境，重者則引起火災，造成生命危險，造成無法挽回的事故。

2 燃油箱滲漏油的原因

2.1 安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計不完善

燃油箱安裝在車架上，一般用油箱上的前掛耳和后尾安裝板進行安裝。這些構(gòu)件設(shè)計時，若連接油箱本體的點焊數(shù)量少及布局不合理時，摩托車在行駛過程中，燃油箱、燃油及安裝在油箱上的零部件（燃油開關(guān)、燃油過濾器、側(cè)罩等）的負荷及車架震動，會作用到燃油箱安裝掛耳和后尾安裝板的點焊處，即使點焊合格，但因為點焊數(shù)量少及布局不合理，也會在點焊點周圍母材上產(chǎn)生裂紋，導致滲漏油。

2.2 焊接品質(zhì)差

燃油箱注油口、出油嘴、排水管、排氣管與燃油箱連接部位，焊接（銅釬焊、CO2保護焊）品質(zhì)不良，也會引起滲漏油。燃油箱內(nèi)外殼周邊焊縫品質(zhì)不合格，也會引起滲漏油。

2.3 燃油箱銹蝕

燃油中的水分（特別在劣質(zhì)燃油中水分較多），會造成油箱內(nèi)側(cè)銹蝕。摩托車在停放時，特別是久放不用時，對油箱內(nèi)側(cè)的銹蝕更快，當銹蝕到一定程度后，就會銹穿油箱，造成滲漏。在摩托車使用后期，這種情況屢屢發(fā)生。

3 單面鍍鋅板的選用

為了提高燃油箱抵抗燃油中水份銹蝕的能力，摩托車燃油箱內(nèi)外殼的鋼材，早在20年前，部分摩托車就開始選用單面鍍鋅鋼板（或鍍鋅鎳鋼板）。目前隨著用戶對摩托車性能要求的提高，其應(yīng)用日漸廣泛。

3.1 非鍍鋅鋼板的縫焊狀態(tài)

縫焊前，先將燃油箱內(nèi)外殼體拼裝組合（圖1）。

圖1 非鍍鋅鋼板燃油箱內(nèi)外殼體縫焊前的拼裝組合

然后進行周邊縫焊，使內(nèi)外殼體焊接成密封的容器—燃油箱。燃油箱內(nèi)外殼體連接強度及密封性，就取決于焊核區(qū)所構(gòu)成的一周縫焊帶的焊接品質(zhì)（圖 2）。

圖2 非鍍鋅鋼板燃油箱內(nèi)外殼體縫焊后的狀態(tài)

3.2 鍍鋅鋼板的縫焊狀態(tài)

燃油箱內(nèi)外殼使用鍍鋅鋼板縫焊前，也是先將內(nèi)外殼體拼裝組合（圖3），其狀態(tài)與圖1一樣，只不過鋼板表面有鍍鋅層。

圖3 鍍鋅鋼板燃油箱上下殼體縫焊前的拼裝組合

鍍鋅鋼板內(nèi)外殼體，因表面有鍍鋅層，在焊接過程中縫焊瞬間，其焊核區(qū)的溫度高達1 200～1 400℃，將內(nèi)外殼體燒融，再加壓使內(nèi)外殼體熔接為一體，形成焊核區(qū)（圖4）。

圖4 鍍鋅鋼板燃油箱上下殼體縫焊后的狀態(tài)

而鋅的熔解溫度為419℃，在焊核區(qū)及焊核區(qū)周邊的高溫區(qū)，其鍍鋅層先被熔化，并被擠出，之后鋼板基體熔化，在電極滾輪的壓力下，內(nèi)外殼體局部形成焊核區(qū)，這樣就能保證縫焊的密封性。

我們要關(guān)注的是，在焊核區(qū)近周的高溫區(qū)，其鍍鋅鋼板鍍鋅層被熔掉脫落，使鍍鋅鋼板基體裸露，該局部區(qū)的鋼板成為非鍍鋅鋼板。其抗燃油中水份的銹蝕能力，同等于非鍍鋅鋼板，恰恰這個區(qū)域（內(nèi)外殼的縫焊帶）是長期與燃油中的水接觸區(qū)。

因此得出結(jié)論：若燃油箱內(nèi)外殼體采用縫焊工藝（電阻焊），即使采用鍍鋅鋼板也是無法起到防銹蝕作用的。反之，若在縫焊過程中，焊核區(qū)溫度低，則表面鍍鋅沒有完全熔化被擠出干凈，而殘留在焊核區(qū)，造成虛焊及夾渣，嚴重的導致密封性差，甚至會滲漏油。

3.3 采用鍍鋅鋼板的優(yōu)勢及關(guān)鍵技術(shù)

（1）若采用鍍鋅鋼板，其內(nèi)外殼體用的鋼材的成本，提高20%左右。

（2）鍍鋅鋼板的上、下殼體的燃油箱，對焊縫機要求高，最好采用逆變直流縫焊機，設(shè)備折舊費用高，同時焊接速度下降，效率低。

（3）鍍鋅鋼板的上、下殼體的燃油箱，其與油箱附件（出油嘴、掛耳、尾板、線夾、注油口等）的焊接難度大，要改進提升焊接工藝，才能保證焊接部位的密封性，工藝成本高。

（4）焊核區(qū)及高溫區(qū)鍍鋅層脫落，造成鍍鋅層不存在。

在燃油箱電焊、釬焊、CO2保護焊、氬弧焊、縫焊，這些焊接的高溫區(qū)，鍍鋅層會熔化脫落，這些區(qū)域的鍍鋅板都變成了非鍍鋅板。

4 結(jié)束語

采用鍍鋅鋼板制造的燃油箱，由于燃油箱焊接部位過多，且在焊接處的鍍鋅層被熔化脫落，材料成本與工藝成本較高，防水防銹蝕能力雖然有較大的提高，但不能完全避免。對于鍍鋅鋼板的焊接方式，還有待作進一步的研究，對于油箱的新材料，也需要進一步進行開發(fā)。

[1]陳祝年.焊接工程師手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001.

[2]田嘉禾，楚玉盈.特殊及難焊接材料焊接新技術(shù)實用手冊[K].北京:當代中國音像出版社,2004.