紅外光老化在汽車部品中的應(yīng)用

楊 建，肖 立，黃盛恒

（威凱檢測(cè)技術(shù)有限公司，廣州 510663）

紅外光老化在汽車部品中的應(yīng)用

楊 建，肖 立，黃盛恒

（威凱檢測(cè)技術(shù)有限公司，廣州 510663）

本文主要介紹紅外光老化在日系、美系及歐系汽車業(yè)的應(yīng)用情況和試驗(yàn)方法。

紅外熱源；老化檢測(cè)；汽車檢測(cè)

前言

陽(yáng)光中紅外線部分由于具有強(qiáng)烈的熱效應(yīng)和穿透能力等特性，廣泛的應(yīng)用于人們的日常生活中，如紅外理療技術(shù)、紅外線爐灶、紅外線報(bào)警、紅外成像、紅外遙感等等，然而在專業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域，紅外線的特性也發(fā)揮的淋漓盡致，如紅外線老化試驗(yàn)，傅里葉紅外檢測(cè)等。其中紅外光源熱老化試驗(yàn)?zāi)壳霸絹?lái)越受到眾多汽車主機(jī)廠的青睞，很多新版汽車內(nèi)外飾材料都增加了紅外老化的要求，利用紅外光的熱效應(yīng)，加熱樣品表面，使樣品表面溫度與樣品背面溫度形成溫度差，對(duì)部品產(chǎn)生影響，從而考察汽車部件的性能。本文重點(diǎn)介紹典型的日系、美系和歐系汽車紅外光老化的要求。

1 日系、美系、歐系汽車紅外線老化的 要求

1.1 典型日系汽車對(duì)紅外線老化的要求[1]

1.1.1 裝有紅外加熱燈泡的恒溫試驗(yàn)箱（如圖1）。

1.1.2 恒溫試驗(yàn)箱的控溫能力為±2℃。

1.1.2.1 上圖中AB和C的說(shuō)明。

A：紅外燈泡與測(cè)試樣品（數(shù)據(jù)水平1））的距離（最少1500m）。

B和C：測(cè)試樣品外表面與烘箱內(nèi)壁的距離（最少500m）。

1.1.2.2 試驗(yàn)箱內(nèi)部天花板必須是反射表面，四壁和底部必須是磨砂表面。

1.1.2.3 使用250W紅外燈泡，兩個(gè)紅外燈泡的中心距離必須是180mm，如圖1所示。

1.1.2.4 恒溫箱的性能

1)測(cè)試樣品的數(shù)據(jù)高度溫度為設(shè)定值的±3℃，在數(shù)據(jù)高度以上100mm和以下100mm之間的溫差保持在±5℃。

2)將紅外燈泡之間的距離減少的最小，這樣可以保證足夠的紅外光照射到樣品表面，溫度箱要具備通過(guò)控制燈泡的電壓，樣品與紅外燈泡的距離來(lái)控制紅外光的強(qiáng)度和樣品表面的溫度。

數(shù)據(jù)高度：測(cè)試樣品暴露表面的最高和最低距離的平均值，也稱為“參考高度”和“測(cè)試溫度的數(shù)據(jù)水平”，如圖2所示。

1.1.3 熱電偶的布置與安裝

熱電偶的尖端探頭以間距250mm的間隔沿著圖3所示的測(cè)試樣品的縱軸布置，尖端探頭可以用無(wú)色的透明的粘結(jié)膠帶粘結(jié)在樣品上。有些樣品有最外層材料和熱絕緣材料等多層材料，在這種情況下，熱電偶探頭應(yīng)該如圖4所示插進(jìn)并固定在最外層材料的內(nèi)表面約5mm～10mm的位置。推薦采用加熱針或類似設(shè)備（如錫焊等）在外層材料表面鉆孔，以便熱電偶插入。

圖2 數(shù)據(jù)水平

圖3 俯視圖

圖4 剖面圖

從以上日系標(biāo)準(zhǔn)紅外線老化試驗(yàn)要求可以看出，要求很細(xì)，包括燈管的排列、燈管與樣品距離要求、熱電偶探頭的放置、間距，溫度的設(shè)定要求等等，都有明確的規(guī)定。環(huán)境溫度（即樣品背面溫度）要求比美系、歐系要求都高，要求達(dá)到80℃，因汽車部品實(shí)際裝車位置不同，紅外線照射的樣品表面溫度從85℃到110℃不等，腰線以上，陽(yáng)光直射的水平表面部品，溫度一般要求達(dá)到110℃，非陽(yáng)光直射部品，要求較低，達(dá)到85℃即可。重點(diǎn)考察汽車內(nèi)飾部品在高溫紅外老化后，它的結(jié)構(gòu)、尺寸、外觀、顏色及表面紋理存不存在缺陷，與鄰近部品、對(duì)手件結(jié)構(gòu)匹配存不存在問(wèn)題，所以此類試驗(yàn)，要求模擬裝車狀態(tài)進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2 典型美系汽車對(duì)紅外線老化的要求[2]

1.2.1 樣品表面與燈泡距離至少為450mm（如圖5所示）。

1.2.2 紅外燈管的功率為250W。

1.2.3 在環(huán)境溫度穩(wěn)定在23℃時(shí)，紅外加熱使樣品表面的黑板溫度達(dá)到85±5℃或95±5℃（因樣品形狀而異）。

1.2.4 模擬裝車狀態(tài)將樣品固定在夾具上，夾具需要保護(hù)，避免紅外光影響其溫度。

1.2.5 如圖5所示，將三塊黑板溫度計(jì)放置在樣品表面，一塊放置在樣品中心線上，其余放置在中心線到邊緣2/3距離處或距中心線30cm處。

圖5 安裝示意圖

美系紅外線老化試驗(yàn)的要求，也是比較詳細(xì)的，燈管與樣品表面的最小距離、黑板溫度計(jì)的排放要求、燈管的額定功率等等，同樣都有很明確的規(guī)定。這類試驗(yàn)，也明確要求模擬裝車狀態(tài)進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)調(diào)節(jié)燈管與樣品之間距離，來(lái)保證溫度的恒定，環(huán)境溫度（即樣品背面溫度）要求較低，達(dá)到23℃即可，樣品直射的水平表面部品，樣品表面溫度要求達(dá)到95℃，垂直表面要求達(dá)到85℃，主要考察外飾部品耐紅外光老化的要求，如車燈等部品。

1.3 典型歐系汽車對(duì)紅外線老化的要求

歐系汽車對(duì)紅外光老化的要求，目前發(fā)現(xiàn)沒(méi)有日系和美系有著詳盡的要求，但是紅外光測(cè)試的要求也一直存在，如下PV 2005-2000[3]試驗(yàn)條件：

要求汽車在干燥階段（42℃，30%RH）可另外利用中波紅外射線（在≤400nm紫外線范圍內(nèi)無(wú)輻射成分）照射，使整車車頂或車門飾條區(qū)域溫度可達(dá)到90℃。

歐系紅外線老化試驗(yàn)要求，比較簡(jiǎn)單，僅規(guī)定溫度和紅外線類型，這類試驗(yàn)要求在整車實(shí)車試驗(yàn)上完成，是在溫濕度循環(huán)中的一步，增加紅外線老化要求，更為嚴(yán)酷，更容易發(fā)現(xiàn)部品是否出現(xiàn)裂紋、變形和松弛。

1.4 試驗(yàn)室紅外老化試驗(yàn)設(shè)備及使用案例

通過(guò)對(duì)以上標(biāo)準(zhǔn)的理解與研究，試驗(yàn)室研發(fā)出紅外光老化試驗(yàn)設(shè)備并已經(jīng)投入試運(yùn)行，如圖6、圖7所示。

圖6

2 結(jié)束語(yǔ)

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙、車燈及儀表板等部件，由于在汽車使用過(guò)程中，這些部件內(nèi)外表面經(jīng)常存在溫差，容易使部品發(fā)生變形等缺陷，從而導(dǎo)致部品失效、故障。所以隨著人們對(duì)汽車品質(zhì)要求的越來(lái)越高，紅外光老化測(cè)試也會(huì)越來(lái)越受到汽車主機(jī)廠的重視。通過(guò)介紹日系、美系和歐系對(duì)汽車內(nèi)飾部品、外飾部品和整車紅外測(cè)試要求的介紹，希望對(duì)國(guó)內(nèi)自主品牌汽車業(yè)有借鑒價(jià)值。

[1] NES M0131-2002，Methods of High Temperature Test for Passenger Compartment Synthetic Resin Parts[S].

[2] GMW 14906-2012，Lamp Development and Validation Test Procedures[S].

[3] PV 2005-2000，Testing of Resistance to Environmental Cycle Test[S].

楊建，安徽安慶人，工程師，威凱檢測(cè)技術(shù)有限公司，主要要求方向：材料老化與性能測(cè)試。

Application of Infrared Heat Source Aging in Automobile Parts

Yang Jian，Xiao Li，Huang Sheng-heng
（Vkan Certification & Testing Co. Ltd., Guangzhou 510663）

This paper mainly introduces the application situation and test methods of infrared heat source aging in the Japanese, American and European automobile factories.

infrared heat source；aging test；automobile test

X913.4

A

1004-7204（2014）01-0010-03