淺談乘用車車身不同部位腐蝕問(wèn)題及防腐措施

李亞 孫中政 王慶輝 謝喜斌

摘 要：本文簡(jiǎn)單闡述了乘用車車身常見(jiàn)腐蝕類型，同時(shí)根據(jù)用車干濕工況將車身部位劃分干濕區(qū)，系統(tǒng)研究不同部位的腐蝕發(fā)生原因，并提出了改進(jìn)的防腐措施。

關(guān)鍵詞：車身防腐;腐蝕類型;防腐措施

1 前言

車身的腐蝕不僅影響外觀，而且直接影響汽車安全性、可靠性和使用壽命。汽車車身腐蝕防護(hù)的技術(shù)中，涂裝是主要的防護(hù)手段，以電泳、抗石擊涂料防銹蠟油膜作為防護(hù)涂層，保護(hù)車身鈑金。雖然這些手段可以增強(qiáng)車身的防腐能力，但由于車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題和制造缺陷，車身某些部位仍易發(fā)生銹蝕現(xiàn)象。因此，需要識(shí)別現(xiàn)有車型發(fā)生的這些銹蝕問(wèn)題，并在車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制作過(guò)程中采取有效的防腐措施，同時(shí)要將這些防腐措施應(yīng)用到新車型的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)中，提高車身的防腐能力。

2 乘用車車身干濕分區(qū)和腐蝕類型

影響乘用車的腐蝕因素有很多方面，主要包括自然環(huán)境、道路環(huán)境、車身材料、制造工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等[1]。這些因素對(duì)車身不同部位有不同程度的腐蝕影響，為了制定有針對(duì)性的防腐措施，了解車身不同部位的防腐情況是很有必要的。

2.1 乘用車車身干濕分區(qū)

根據(jù)車身在整車環(huán)境中的干濕程度，將車身劃分為四個(gè)區(qū)域，干區(qū)、濕區(qū)I、濕區(qū)Ⅱ和濕區(qū)Ⅲ。干區(qū)部分一般接觸不到潮濕環(huán)境，且無(wú)汗液及污染物的接觸，故一般不會(huì)發(fā)生銹蝕;濕區(qū)部分的濕區(qū)I、濕區(qū)Ⅱ和濕區(qū)Ⅲ因不同程度上接觸污染物和濕熱環(huán)境，發(fā)生銹蝕的速率和嚴(yán)重度也不同，故細(xì)分為三個(gè)等級(jí)。

車身①～⑨區(qū)域劃分見(jiàn)圖1所示：

2.2 乘用車車身常見(jiàn)腐蝕類型

常見(jiàn)車身腐蝕類型主要分為四種，斑狀腐蝕、縫隙腐蝕、局部腐蝕和受載下的腐蝕。[2]

2.2.1 斑狀腐蝕

斑狀腐蝕為車身常見(jiàn)腐蝕類型之一，主要表現(xiàn)為車身面漆或涂層表面的印跡、鼓泡和脫落等。這些部位用車環(huán)境較惡劣，容易受到道路砂石的飛濺，使車身油漆涂層受損而導(dǎo)致腐蝕。

2.2.2 縫隙腐蝕

縫隙腐蝕是較為嚴(yán)重的也是發(fā)生最頻繁的腐蝕類型，主要表現(xiàn)為穿透腐蝕、絲狀腐蝕以及沉積腐蝕3種。主要發(fā)生在車身的連接部位：在金屬與金屬結(jié)構(gòu)的連接處以及金屬與非金屬的連接處，縫隙在0.025～0.1mm范圍內(nèi)最為敏感。

2.2.3 局部腐蝕

局部腐蝕發(fā)生在車身的形式主要為點(diǎn)腐蝕、電偶腐蝕、晶間腐蝕。電偶腐蝕主要發(fā)生在車身與零件外表面金屬接觸處，容易發(fā)生電位差腐蝕;點(diǎn)腐蝕是一種腐蝕集中與金屬表面的很小范圍內(nèi)并深入金屬內(nèi)部的孔狀腐蝕形態(tài)。

2.2.4 受載下的腐蝕

這類腐蝕發(fā)生在車身的形式主要為微動(dòng)腐蝕，是摩擦腐蝕的一種特殊形態(tài)，會(huì)在金屬表面呈現(xiàn)麻點(diǎn)或溝紋。

3 乘用車車身腐蝕常見(jiàn)發(fā)生部位及原因

3.1 乘用車車身腐蝕常見(jiàn)發(fā)生部位

根據(jù)市場(chǎng)售后反饋結(jié)果，投訴較多集中在車身可見(jiàn)程度較高的區(qū)域，即濕區(qū)I、濕區(qū)Ⅱ的閉合件內(nèi)板以及濕區(qū)Ⅲ車身外板;而內(nèi)部結(jié)構(gòu)性腐蝕如流出銹水或銹穿則也會(huì)有投訴。

3.2 乘用車車身常見(jiàn)發(fā)生部位腐蝕原因

3.2.1 車身濕區(qū)I腐蝕發(fā)生原因

濕區(qū)I主要涉及部位為發(fā)動(dòng)機(jī)罩及翼子板附近，此部分主要受濕熱影響嚴(yán)重，部分有泥沙沉積物堆積。

3.2.2 車身濕區(qū)Ⅱ腐蝕發(fā)生原因

濕區(qū)Ⅱ是腐蝕發(fā)生較嚴(yán)重和較多區(qū)域，此處離地面較近或是經(jīng)常受到雨水接觸，容易有泥沙、防凍鹽和水汽滯留在車身部位，工作環(huán)境較惡劣。如果內(nèi)腔電泳效果不好、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，或者焊縫沒(méi)有做好隔絕防護(hù)，很容易發(fā)生腐蝕。

1）前后車輪罩及附近

前輪罩與A柱之間形成了縫隙，一方面泥水和道路防凍鹽飛濺，從車輪罩一側(cè)滲入，此處泥沙沉積，造成較嚴(yán)重的沉積腐蝕;另一方面從空氣室流水槽流下的水如果經(jīng)過(guò)焊縫，焊縫沒(méi)有密封保護(hù)，很容易發(fā)生焊縫腐蝕 前后輪罩處附近的門檻如果有“兜袋”結(jié)構(gòu)，泥沙很容易滯留在此，腐蝕環(huán)境十分惡劣，如果密封防護(hù)不到位，則很容易發(fā)生沉積腐蝕（圖2）。

2）門檻及車底部位

門檻外部經(jīng)常受到碎石擊打，并且長(zhǎng)期處于高濕環(huán)境，如果沒(méi)有密封保護(hù)措施，門檻很容易發(fā)生嚴(yán)重銹蝕。另外門檻的內(nèi)外板形成較大空腔，如果電泳孔和排水孔不足造成腔內(nèi)電泳不良，腔內(nèi)長(zhǎng)期處于高濕環(huán)境，會(huì)造成內(nèi)腔銹蝕。

車底的橫縱梁與地板搭接縫隙較多，此區(qū)域經(jīng)常受到旋轉(zhuǎn)車輪石子擊打和泥水飛濺作用，處于空氣-鹽-塵-水較惡劣的腐蝕環(huán)境中，這些搭接縫隙焊縫發(fā)生腐蝕，且沿著焊接邊擴(kuò)散腐蝕。

3）車門及附近

車門包邊處的銹蝕是腐蝕頻發(fā)部位之一。車門包邊為翻邊貼合結(jié)構(gòu)，且形成搭接縫隙。此處屬于密封條以外，容易受到雨水滲入;如果內(nèi)部焊裝折邊膠沒(méi)有填充完全，造成包邊縫隙銹蝕。

車門鉸鏈與車身面板屬于貼合結(jié)構(gòu)，無(wú)電泳漆膜保護(hù)，此區(qū)域且屬于濕區(qū)，安裝縫隙經(jīng)常受到雨水侵入，塵土也容易積在此處，如沒(méi)有保護(hù)措施，就會(huì)發(fā)生縫隙腐蝕。

車門底部屬于濕區(qū)范圍，雨水也會(huì)隨著水切和泥槽進(jìn)入腔內(nèi)。如果排水孔設(shè)計(jì)不合理，會(huì)有積水滯留在車門底部腔內(nèi)，加上道路防凍鹽和泥沙堆積此處，內(nèi)腔斑狀腐蝕和底部包邊焊縫腐蝕會(huì)發(fā)生，甚至銹穿。

3.2.3 車身濕區(qū)Ⅲ腐蝕發(fā)生原因

此區(qū)域的面板腐蝕常以斑狀腐蝕類型為主，表現(xiàn)為油漆鼓泡脫落，從點(diǎn)擴(kuò)展連成片。一般有兩方面原因。第一，在涂裝前處理時(shí)，如果水洗不凈，雜質(zhì)殘留在面板表面，這是發(fā)生銹蝕重要原因。第二，面板的內(nèi)腔發(fā)生銹蝕，造成面板表面銹蝕。

4 乘用車車身防腐措施

4.1 車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化，減少腐蝕風(fēng)險(xiǎn)[5]

4.1.1 優(yōu)化車身內(nèi)腔開(kāi)孔方案，保證內(nèi)腔電泳涂膜

在車身設(shè)計(jì)階段，涂裝同步工程要充分分析腔內(nèi)開(kāi)孔問(wèn)題，以保證腔內(nèi)的電泳膜膜厚滿足設(shè)計(jì)要求。

4.1.2 結(jié)構(gòu)上避免積泥和積水

在車身斷面設(shè)計(jì)及型面設(shè)計(jì)和鈑金搭接順便的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)盡量避免車身表面積及內(nèi)腔存在積水和泥沙沖刷焊接邊的風(fēng)險(xiǎn)，減弱腐蝕環(huán)境的侵蝕。

4.2 防護(hù)措施[3]

首先，從涂裝工藝角度來(lái)說(shuō)，第一提升前處理水洗工藝，避免有污染物殘留在車身鋼板表面，從車身結(jié)構(gòu)上保證車身足夠?yàn)r液孔，從現(xiàn)場(chǎng)上保證水洗時(shí)間和噴淋壓力;第二增加底部抗石擊涂料和焊縫密封膠涂覆面積，以提高輪罩和車底耐腐蝕性。第三，在鉸鏈處增加密封膠涂覆，保護(hù)鉸鏈與鈑金搭接縫隙處與腐蝕環(huán)境隔絕。第四，采用空腔注蠟工藝，在經(jīng)常處于濕熱環(huán)境下的內(nèi)腔和焊縫表面形成蠟?zāi)?，隔絕腐蝕環(huán)境，提高防腐性能。

4.3 車身材料優(yōu)化

提升車身鈑金耐腐蝕性是常見(jiàn)防腐措施之一。因車身結(jié)構(gòu)限制和腐蝕條件影響，有些區(qū)域防護(hù)能力還是非常有限。鍍鋅鋼板的鍍鋅層可以顯著提高防腐性，要求鍍鋅厚度在7～10um。近幾年自主品牌在車身外表面上也逐漸使用鍍鋅板。

5 總結(jié)

汽車車身的常見(jiàn)腐蝕部位集中在整車濕熱工況區(qū)域，這些區(qū)域的防腐主要與車身結(jié)構(gòu)、材料和涂裝工藝相關(guān)，由此可見(jiàn)汽車防腐工作是一個(gè)系統(tǒng)工程，它主要涉及材料的選擇、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、防腐工藝、防腐試驗(yàn)和防腐評(píng)價(jià)等，貫穿整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程和制造過(guò)程。通過(guò)對(duì)這些方面的研究，逐漸建立完善的防腐體系，以提升汽車車身的防腐能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙輝，吳瓊;淺談汽車腐蝕;現(xiàn)代涂料與涂裝[J]，2016，19（4）：12-14.

[2]陳拯，王宏偉;汽車各類腐蝕的頻發(fā)部位及原因分析;環(huán)境技術(shù)[J]，2010（06）：37～41.

[3]黃建中;汽車腐蝕與防護(hù)技術(shù);化學(xué)工業(yè)出版社[M]，2004.

[4]李彤;國(guó)產(chǎn)汽車防腐現(xiàn)狀及對(duì)策;汽車技術(shù)[J]2002，（4）：28～30.

[5]吳衛(wèi)楓，張朋偉;乘用車車身防腐設(shè)計(jì)方法探討研究;汽車工藝與材料 [J]2015，8：41～46