车身结构防腐设计的研究

黄荣昆

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西 柳州 545007）

工艺·设备·材料

车身结构防腐设计的研究

黄荣昆

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西 柳州 545007）

通过汽车车身结构腐蚀的质量案例，对车身典型的结构腐蚀问题进行分析和质量改进，并从新产品开始对车身结构防腐设计进行评估和验证，从而提高车身防腐设计的质量水平。

车身结构；钣金接触面；钣金端面；工艺孔；防腐

CLC NO.:U472Document Code:AArticle ID:1671-7988(2014)07-74-03

前言

汽车车身生锈不但妨碍汽车美观，还可能影响车身强度，甚至可能降低汽车安全性能。随着客户对汽车消费水平不断提高，消费者对汽车的防腐质量要求也不断提高，各种品牌的汽车都出现由于汽车生锈被用户投诉的情况，车身锈蚀主要有钣金零件搭接的贴合面锈蚀(如焊接搭接面、折边)以及钣金零件边缘端面锈蚀，另外车体内腔由于电泳涂层较薄，积水排水不畅造成锈蚀，这些都与车身结构设计密切相关。

1、车身钣金接触面结构

白车身钣金搭接焊接的贴合部位，在涂装难以形成完整的电泳漆膜，这些部位单凭涂装的焊缝密封胶也不能完全达到密封效果，一旦雨水湿汽等腐蚀介质进入就很容易造成钣金锈蚀。

某车型Ⅰ前门的安装胶条的卡槽位置有生锈，生锈部位是卡槽与门内板贴合的位置(图1)，贴合面无法形成有效的电泳层。经过3分钟淋雨试验，拆开胶条检查卡槽翻边处存在积水，由于雨水流入卡槽与门内板的贴合面，长期积水造成卡槽生锈。

另外对前门结构进行对比分析，发现生锈前门卡槽上有两个工艺定位孔，卡槽前后没有R角弯曲段(图2)。其它车型前门卡槽结构存在前后段R角弯曲，同时没有工艺定位孔(图3)，不同前门卡槽结构的质量状态对比分析见表1。

表1 前门卡槽结构质量对比分析

从表中可以看到前门卡槽是否存在前后R角弯曲段以及工艺孔，对防水防锈有很大的影响；这是因为卡槽靠外板侧在涂装涂上密封胶，有R角弯曲段的卡槽雨水不能进入贴合面，另外前后R弯曲的卡槽由于制造精度偏差大，贴合面存在间隙可以进行部分电泳；但只有直线段的卡槽有定位孔制造精度高，卡槽与内板完全贴合无法电泳，雨水从卡槽最高的端面以及工艺孔流入，容易造成卡槽生锈。为解决卡槽生锈问题需要在涂装对卡槽周边和工艺孔涂上密封胶，通过对周边涂胶的卡槽进行1000小时盐雾试验，破开检查卡槽与内板的贴合面无锈蚀(图4)，达到防腐的质量标准要求。

车身钣金搭接的接缝在设计上采用防止雨水进入结构，依照汽车行驶方向和飞溅方向、雨水由上往下流淌设计搭接开口，使之朝向水难以进入的方向，同时评估是否增加涂胶工艺。

2、车身板金端面结构

车身钣金端面边缘容易出现腐蚀，这是由于边缘表面张力的原因，在边缘涂料收缩，容易出现无涂料或涂膜厚度极低的边缘效应，所以钣金端面边缘是最先腐蚀的部位，特别是在容易进入雨水的部位更为严重。

某车型新产品上边梁三层板焊接边端面出现锈蚀(图5)，通过对上边梁的结构进行分析，由于上边梁三层板贴合焊接且开口朝上，无遮挡，电泳漆不能完全泳入三层板的内部，而且三层板端面是电泳薄弱区域，雨水流入三层板积水很容易造成生锈。为解决这一问题，对钣金端面改为错位5mm的涂胶区域，在涂装对该区域涂布密封胶(图6)。另外在新产品车身设计中可增加边角折边或把焊接边方向改为水平方向并有其它零件进行遮挡防止雨水进入造成锈蚀。

车身钣金端面边缘防腐的处理方法主要是涂密封胶、边角折边、加装密封胶条等等，钣金端面边缘涂胶，涂胶部位预留不小于5mm有利于涂胶。

3、车身工艺孔设计

车身钣金的防腐主要依靠电泳膜厚，为满足漆膜厚度的要求，要保证电泳用的工艺孔的位置、大小和数量。某车型新产品在开发过程中对电泳车身进行破坏检查电泳膜厚，发现U型后大梁内部两侧面和底部都存在不同程度的锈蚀（图7），内腔漆膜厚度2.1～16.6μm。经过项目工程团队分析，由于前期对后大梁电泳工艺孔评估不足，后大梁底面间隔1024mm长度上只有两个工艺孔，工艺孔的数量不能满足大梁内腔电泳的质量要求。针对后大梁内部生锈问题，重新制定后大梁电泳工艺孔的解决方案，增加三个φ16工艺孔（图8），并通过CAE分析加孔处的应力都符合设计要求，同时经过加孔电泳拆车验证，电泳膜厚达到10μm以上，满足电泳膜厚达到防腐质量标准。

车身内腔为了达到良好的电泳效果，车身设计时需要评估工艺孔的位置、大小和数量是否满足电泳要求，另外从冲压来考虑孔越少越好，且孔的大小和间距要考虑钣金强度和刚度。通过凸台、钣金搭接和间隙来优化设计结构，提高电泳防腐质量。

4、车身防腐设计评估和验证

新产品车身设计开始就要考虑防腐结构的布置，并对车身防腐设计进行评估和验证，避免批量生产后因设计缺陷造

成车身锈蚀， 车身防腐控制需要贯穿于新车型整个开发过程，新产品车身防腐评估和验证过程见表2，主要涂装同步工程评审的内容如下：

1）车身结构防腐性审核和评估；

2）车身结构防水性审核和评估；

3）车身和涂装工艺审核和评估。

表2 新产品车身防腐评估和验证过程

5、结束语

汽车车身防腐涉及到车身结构设计、焊接涂胶工艺、涂装工艺以及总装工艺，为了防止车身锈蚀，需要在新车型车身开发开始就进行全过程全面控制。涂装工艺的同步工程贯穿整个产品设计过程中，特别是焊接贴合面，零件端面防腐要求，车身工艺孔是否满足内腔电泳要求；另外根据现有车型防腐蚀经验教训的数据库，输入到新产品项目设计开发中。在车辆试生产阶段，通过电泳车身拆车检查各零部件的电泳漆膜厚度、密封胶的涂胶质量等防腐控制点，发现问题及时处理解决，从而提高车身防腐质量水平，满足客户的质量要求。

[1] 胡菲．车身防腐蚀结构设计研究. 中国新技术新产品，2013（08）；145-146.

[2] 孙俊.汽车车身耐腐蚀分析及新工艺技术.

[3] 贾思武 黄垂刚 王 康. 车身内腔的防腐设计.

如图4，使用的是循环读取模式。通过调用Kvaser提供的动态库函数CanSetNotify函数，建立一个通知模式，一旦有消息存入Kvaser缓冲区，就会向UI发起一个窗体事件，通知窗体缓冲区接收到了需求消息，然后在该事件处理函数中通过循环读取消息，直到缓冲区消息读取完毕停止，通过这种处理模式，可以很好地解决由于UI读取的速度慢导致消息显示延迟的问题。

3、总结

3.1 优点

本系统将对数据监测、故障检测、参数标等功能集成于一体，方便了现场技术服务人员的操作，减少了人力、物力消耗；系统具有良好的消息显示实时性；系统中多重的消息加密机制，提高了消息的安全性。

3.2 展望

本系统是按照C/S模式的网络结构进行设计的，但目前应用越来越广泛的网络结构是B/S结构，后期应该朝着B/S结构改进；

本系统的客户端软件目前是针对台式电脑/PC设计，技术服务人员要使用软件必须携带电脑，局限性还是比较大，后期可以尝试针对手机平台进行设计。

参考文献

[1] 李伟，常铧，贺洪江.基于CAN总线和虚拟仪器的数据采集系统.[J].仪表技术与传感器，2012.

[2] 吴志玲、靳鹏、陈昌鑫等.基于CAN总线的微型数据采集系统设计.[J].自动化仪表.2013

Study on Corrosion of the body structure design

Huang Rongkun
（SAIC GM Wuling Automobile Co., Ltd., Guangxi Liuzhou 545007）

Through the example of vehicle body structure corrosion, analyze and improve the typical corrosion issues, and evaluate and validate the body structural anticorrosion on new product, thus improve vehicle anticorrosion quality.

Body structure; metal plate faying surface; metal plate edge; technological hole; corrosion protection

U472

A

1671-7988(2014)07-74-03

黄荣昆，就职于上汽通用五菱汽车股份有限公司。