車身內(nèi)腔夾層防腐的探討

常亞恩，李瑞方，周高良?。ㄕ憬毓杉瘓F(tuán)有限公司，浙江寧波 315300）

車身內(nèi)腔夾層防腐的探討

常亞恩，李瑞方，周高良（浙江吉利控股集團(tuán)有限公司，浙江寧波 315300）

從車身結(jié)構(gòu)、起泡、電泳涂料的泳透力、空腔防護(hù)蠟，以及對(duì)車身內(nèi)腔夾層防腐性能的日常管理和控制這5個(gè)方面對(duì)車身內(nèi)腔夾層防腐性能的影響因素進(jìn)行了分析和探討，并提出了相應(yīng)的解決措施。

車身內(nèi)腔夾層；防腐性能；影響因素

0　引言

隨著汽車技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，人們對(duì)汽車性能的要求越來(lái)越高，尤其是高質(zhì)量的涂裝外觀和持久的耐腐蝕能力。從整個(gè)汽車涂層的組成來(lái)說(shuō)，磷化膜層和電泳漆層是與板材接觸最緊密的一層，也是汽車后期防腐能力的關(guān)鍵所在。因車身內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的特殊性，該部位的電泳膜厚和防腐性能只能通過(guò)破壞性試驗(yàn)來(lái)測(cè)定，成本很高。在汽車批量生產(chǎn)前后都需要進(jìn)行剖檢試驗(yàn)，以驗(yàn)證車身內(nèi)腔結(jié)構(gòu)電泳質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，具體的頻次按照生產(chǎn)的實(shí)際情況來(lái)確定。以下對(duì)車身內(nèi)腔夾層防腐性能的影響因素進(jìn)行探討。

1　車身結(jié)構(gòu)對(duì)車身內(nèi)腔夾層防腐性能的影響

車身結(jié)構(gòu)對(duì)車身內(nèi)腔夾層防腐性能的影響主要體現(xiàn)在排液、排氣和電泳上膜3個(gè)方面。

1.1車身結(jié)構(gòu)對(duì)排液的影響

白車身在前處理-電泳工序段，各反應(yīng)均是在液體中進(jìn)行的，其在各槽液中浸入與浸出時(shí)，不可避免地會(huì)將槽液帶出槽體或帶入下一個(gè)槽體。為防止因發(fā)生串槽而使槽液的穩(wěn)定性下降的現(xiàn)象發(fā)生，要求車身具有良好的排液設(shè)計(jì)。一般的判定標(biāo)準(zhǔn)是車體進(jìn)入下一工位前，不應(yīng)有連續(xù)的工藝液體流出及工藝液體殘留過(guò)多等問(wèn)題。良好的排液設(shè)計(jì)是為了保證白車身在出槽到呈水平狀態(tài)的過(guò)程中，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)將車身帶有的槽液順利排凈，避免串槽現(xiàn)象的發(fā)生。

設(shè)計(jì)車身結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)盡量避免鈑金凹陷設(shè)計(jì)，多采用凸臺(tái)設(shè)計(jì)。若凹陷不可避免，則根據(jù)需要增開(kāi)排液孔，否則就會(huì)出現(xiàn)電泳涂膜的再溶解及其不完全干燥而造成漆膜弊病，進(jìn)而影響涂膜性能。排液孔一般設(shè)在瀝液區(qū)域的最低處，其大小和數(shù)量需依據(jù)生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍和前處理-電泳工序段的機(jī)械化運(yùn)輸方式來(lái)確定，同時(shí)也要考慮到開(kāi)孔后鈑金件的強(qiáng)度和整車的密封性。

1.2車身結(jié)構(gòu)對(duì)排氣的影響

為防止車身在前處理-電泳過(guò)程中因排氣不盡而造成局部電泳不良，進(jìn)而影響車身，尤其是車身內(nèi)腔夾層部位的防腐性能的現(xiàn)象，最常采用的措施是增開(kāi)電泳排氣孔，排氣孔應(yīng)位于白車身行進(jìn)方向的最高位置，同時(shí)其數(shù)量和大小要合適。一般要求孔徑≥3 mm。

1.3車身結(jié)構(gòu)對(duì)電泳上膜的影響

由于車身材質(zhì)是金屬，具有電磁屏蔽的特性。在電泳通電過(guò)程中，會(huì)嚴(yán)重影響電泳膜厚，甚至導(dǎo)致電泳不上膜的現(xiàn)象發(fā)生。因此，在車身設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)盡量避免細(xì)小狹長(zhǎng)的腔體結(jié)構(gòu)；若不可避免，則一般的解決方式為開(kāi)設(shè)防電磁屏蔽孔。防電磁屏蔽孔的設(shè)計(jì)方案見(jiàn)表1。在不影響車身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下，防電磁屏蔽孔孔徑越大越好。通過(guò)剖檢試驗(yàn)來(lái)觀察開(kāi)孔后的成膜情況，進(jìn)而驗(yàn)證其防腐效果。

表1　 防電磁屏蔽孔的設(shè)計(jì)方案Table 1　The design scheme of anti-electromagnetic shield hole

當(dāng)然要達(dá)到良好的內(nèi)腔電泳效果，不是簡(jiǎn)單的開(kāi)孔就可以解決的。首先要從沖壓來(lái)考慮開(kāi)孔越少越好，且開(kāi)孔的大小和間距要考慮鈑金結(jié)構(gòu)，通過(guò)凸臺(tái)、優(yōu)化鈑金搭接結(jié)構(gòu)和間隙來(lái)提高電泳效果。車身板件的搭接結(jié)構(gòu)，尤其是為了滿足車身強(qiáng)度而增設(shè)的加強(qiáng)板，若內(nèi)、外板與加強(qiáng)板間貼合面的縫隙過(guò)小，則會(huì)造成前處理液很難進(jìn)入對(duì)其進(jìn)行表面處理，無(wú)法形成連續(xù)完整的磷化膜，最終導(dǎo)致電泳成膜不完整，甚至無(wú)法上膜。一般要求車身結(jié)構(gòu)板材之間不焊接區(qū)域兩層鈑金之間的間隙在4 mm以上，避免產(chǎn)生電泳漆銳邊覆蓋能力差的問(wèn)題。

2　氣泡對(duì)車身內(nèi)腔夾層防腐性能的影響

白車身在進(jìn)行前處理-電泳時(shí)，一般以與水平面呈30°或45°的姿勢(shì)進(jìn)入槽體，在浸漬的過(guò)程中，未能及時(shí)排出的氣體會(huì)被封閉在空腔（腔穴和凹陷處）中，形成氣泡。氣泡的存在致使局部無(wú)法上膜，最終影響其防腐性能。為了防止此類現(xiàn)象的發(fā)生，除在車身行進(jìn)方向的最高處設(shè)排氣孔外，還應(yīng)從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮。

2.1車體輸送方式的選擇

電泳涂裝是車身完全浸沒(méi)在槽液中進(jìn)行的，一般通過(guò)改變車體的輸送方式和車體在槽液中的姿勢(shì)來(lái)保證車體表面100%泳涂上漆，而100%泳涂上漆的前提是車體內(nèi)部的氣體已全部排出。由此可知，氣泡的產(chǎn)生與前處理-電泳工序段所采用的輸送方式有直接關(guān)系。一般車體采用懸掛式輸送方式，涂裝面達(dá)90%以上；若改用垂直輸送方式（車體前部向下）和擺桿式輸送方式（45°進(jìn)出槽），涂裝面雖有所增大，但是仍存在未涂面，即車體內(nèi)部仍存在未排出的氣體；后期開(kāi)發(fā)的旋轉(zhuǎn)浸漆（如Rodip和多功能穿梭機(jī)）輸送方式，更有利于氣泡的排出，基本上解決了氣泡問(wèn)題，保證車體表面均能泳涂上膜。

2.2車身部件固定角度的調(diào)整

車身在進(jìn)入前處理-電泳工序前，需使四門、前后蓋、油箱口蓋等部件處于打開(kāi)狀態(tài)，一般采用工裝將其固定，使其與白車身呈一定角度。該角度的大小直接影響到車身內(nèi)腔封閉空氣排出的難易程度。因此可以通過(guò)改善車身工裝結(jié)構(gòu)，將車身部件的固定角度調(diào)整到合適位置，以便車身內(nèi)腔封閉空氣順利排出。若后蓋的支撐角度與輸送設(shè)備的下槽角度匹配不好，就會(huì)使部分空氣封閉在后蓋內(nèi)腔夾層中，致使此處電泳不良，防腐性能下降。

3　電泳涂料的泳透力對(duì)車身內(nèi)腔夾層防腐性能的影響

泳透力指在電泳涂裝過(guò)程中，使背離電極的被涂物表面泳涂上膜的能力，是確?？涨徊课?、縫隙間等表面泳涂的目標(biāo)值，因此也是影響車身內(nèi)腔夾層防腐性能的重要因素。選擇高泳透力的電泳涂料，可以明顯改善內(nèi)腔夾層的電泳膜厚，提高其防腐性能。泳透力除了與電泳涂料種類有關(guān)外，還與涂裝工藝參數(shù)（如涂裝時(shí)間、涂裝電壓）有關(guān)。一般來(lái)講，電泳涂裝時(shí)間長(zhǎng)些、電泳電壓高些，泳透力也會(huì)適當(dāng)提高，但是并不是電泳時(shí)間越長(zhǎng)，電壓越高越好。若電泳時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則會(huì)造成已沉積在被涂物上的濕涂膜再次溶解，產(chǎn)生涂膜變薄、失光、針孔、露底等涂膜弊病。電泳電壓也有一定的范圍，若超出上限值，也會(huì)產(chǎn)生涂膜弊病，常稱這一電壓為電泳破壞電壓。實(shí)際電泳過(guò)程中，應(yīng)合理控制電泳涂裝時(shí)間、電泳電壓等工藝參數(shù)，保證車身內(nèi)腔夾層表面沉積的電泳涂膜具有一定的厚度，進(jìn)而使其滿足防腐要求。

泳透力的測(cè)定方法有多種，如鋼管法、間隙法和盒式法。我國(guó)一般采用鋼管法來(lái)測(cè)定電泳涂料的泳透力，而在電泳涂裝現(xiàn)場(chǎng)，衡量泳透力好壞的方法是測(cè)定朝向電極和背離電極表面的涂膜厚度差，以及觀察被涂物的成膜情況，其判定標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2　 判定電泳涂裝現(xiàn)場(chǎng)泳透力好壞的準(zhǔn)則Table 2　The criteria for judging the quality of throwing power in the electrphoretic painting field

4　空腔防護(hù)蠟對(duì)車身內(nèi)腔夾層防腐性能的影響

空腔防護(hù)蠟由成膜劑、防銹劑、分散劑、精制蠟、合成樹(shù)脂與特殊餾分的精制礦物油復(fù)合而成。制得的蠟液穩(wěn)定性好，均勻且無(wú)結(jié)晶析出，具有良好的耐熱性、耐鹽霧性、耐候性和耐沖擊性，在車身內(nèi)腔可以形成性能優(yōu)異的疏水蠟狀防腐蝕膜，提供優(yōu)異的防腐蝕保護(hù)。同時(shí)，蠟?zāi)じ街?qiáng)，對(duì)于車身內(nèi)腔部件的折疊層、凸緣和裂縫都具有很好的滲透性、防銹性，且對(duì)目前用于汽車行業(yè)的清漆涂層、橡膠和塑料部件無(wú)不良影響。注蠟部位主要位于門檻區(qū)域、前后門下部區(qū)域、前后地板底部縱梁區(qū)域、后圍板空腔區(qū)域、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋后部及后蓋下部區(qū)域。

5　對(duì)車身內(nèi)腔夾層防腐的日常管理和控制

5.1電泳涂料、空腔防護(hù)蠟產(chǎn)品的檢測(cè)控制

產(chǎn)品檢測(cè)控制主要分為3種：出廠檢驗(yàn)、進(jìn)貨檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)。出廠檢驗(yàn)要求供方質(zhì)量檢驗(yàn)部門按照既定的項(xiàng)目進(jìn)行檢驗(yàn)，全部合格，并出具合格證后方可出廠。進(jìn)貨檢驗(yàn)是產(chǎn)品使用方按照既定的項(xiàng)目進(jìn)行檢驗(yàn)，全部合格后，才可投入使用。型式檢驗(yàn)按照一定的周期進(jìn)行，要求檢驗(yàn)其所有的性能。一般型式檢驗(yàn)每一年或兩年進(jìn)行一次，當(dāng)產(chǎn)品出現(xiàn)異常時(shí)也要進(jìn)行型式檢驗(yàn)。

5.2電泳、注蠟工藝條件及輔助設(shè)備的控制

電泳涂裝的工藝條件主要包括槽液的組成、電泳條件、槽液特性、電泳特性4個(gè)方面，涉及到固體分、灰分、中和當(dāng)量、有機(jī)溶劑含量、槽液溫度、泳涂電壓、泳涂時(shí)間、pH、電導(dǎo)率、庫(kù)侖效率、最大電流值、膜厚、泳透力等十幾個(gè)控制指標(biāo)。

注蠟工藝條件主要包括注蠟的壓力、流量、溫度、時(shí)間的控制。

輔助設(shè)備有很多，其中測(cè)量設(shè)備需要定期測(cè)量、校準(zhǔn)。比如用于測(cè)定電泳槽液溫度的控制儀表，必須定期通過(guò)溫度計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量校正，避免顯示的數(shù)據(jù)與槽液的實(shí)際溫度數(shù)據(jù)相差很大，確保槽液電泳的正常進(jìn)行。

6　結(jié)語(yǔ)

隨著市場(chǎng)上汽車產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，客戶對(duì)于整車的防腐性要求也越來(lái)越高，提高車身內(nèi)腔夾層防腐性能是提高整車防腐能力的一個(gè)重要方面，就車身結(jié)構(gòu)、氣泡、電泳涂料的泳透力、注蠟，以及對(duì)車身內(nèi)腔夾層防腐的日常管理和控制5個(gè)方面進(jìn)行了探討。當(dāng)然，影響車身內(nèi)腔夾層防腐能力的因素還有很多，且各因素之間又有著復(fù)雜的關(guān)系，所以在日常的生產(chǎn)管理中應(yīng)綜合考慮，避免顧此失彼的現(xiàn)象發(fā)生。

Exploration of Corrosion Prevention about the Vehicle Body Inner Cavities

Chang Ya’en，Li Ruifang，Zhou Gaoliang
（Zhejiang Geely Holding Group，Ningbo Zhejiang，315300，China）

The influence factors of corrosion resistance of the vehicle body inner cavities were analyzed and discussed from five aspects，i.e. the vehicle body structure，foaming，throwing power of electrophoretic coatings，cavity protective wax，and its daily management and control. And the corresponding measures were proposed.

vehicle body inner cavity；corrosion resistance；influence factor

TQ 639

B

1009-1696（2016）04-0052-03

2016-01-27

常亞恩（1982—），男，大學(xué)本科，材料開(kāi)發(fā)工程師，主要從事汽車涂裝材料開(kāi)發(fā)驗(yàn)證工作。