红外光老化在汽车部品中的应用

杨 建，肖 立，黄盛恒

（威凯检测技术有限公司，广州 510663）

红外光老化在汽车部品中的应用

杨 建，肖 立，黄盛恒

（威凯检测技术有限公司，广州 510663）

本文主要介绍红外光老化在日系、美系及欧系汽车业的应用情况和试验方法。

红外热源；老化检测；汽车检测

前言

阳光中红外线部分由于具有强烈的热效应和穿透能力等特性，广泛的应用于人们的日常生活中，如红外理疗技术、红外线炉灶、红外线报警、红外成像、红外遥感等等，然而在专业检测领域，红外线的特性也发挥的淋漓尽致，如红外线老化试验，傅里叶红外检测等。其中红外光源热老化试验目前越来越受到众多汽车主机厂的青睐，很多新版汽车内外饰材料都增加了红外老化的要求，利用红外光的热效应，加热样品表面，使样品表面温度与样品背面温度形成温度差，对部品产生影响，从而考察汽车部件的性能。本文重点介绍典型的日系、美系和欧系汽车红外光老化的要求。

1 日系、美系、欧系汽车红外线老化的 要求

1.1 典型日系汽车对红外线老化的要求[1]

1.1.1 装有红外加热灯泡的恒温试验箱（如图1）。

1.1.2 恒温试验箱的控温能力为±2℃。

1.1.2.1 上图中AB和C的说明。

A：红外灯泡与测试样品（数据水平1））的距离（最少1500m）。

B和C：测试样品外表面与烘箱内壁的距离（最少500m）。

1.1.2.2 试验箱内部天花板必须是反射表面，四壁和底部必须是磨砂表面。

1.1.2.3 使用250W红外灯泡，两个红外灯泡的中心距离必须是180mm，如图1所示。

1.1.2.4 恒温箱的性能

1)测试样品的数据高度温度为设定值的±3℃，在数据高度以上100mm和以下100mm之间的温差保持在±5℃。

2)将红外灯泡之间的距离减少的最小，这样可以保证足够的红外光照射到样品表面，温度箱要具备通过控制灯泡的电压，样品与红外灯泡的距离来控制红外光的强度和样品表面的温度。

数据高度：测试样品暴露表面的最高和最低距离的平均值，也称为“参考高度”和“测试温度的数据水平”，如图2所示。

1.1.3 热电偶的布置与安装

热电偶的尖端探头以间距250mm的间隔沿着图3所示的测试样品的纵轴布置，尖端探头可以用无色的透明的粘结胶带粘结在样品上。有些样品有最外层材料和热绝缘材料等多层材料，在这种情况下，热电偶探头应该如图4所示插进并固定在最外层材料的内表面约5mm～10mm的位置。推荐采用加热针或类似设备（如锡焊等）在外层材料表面钻孔，以便热电偶插入。

图2 数据水平

图3 俯视图

图4 剖面图

从以上日系标准红外线老化试验要求可以看出，要求很细，包括灯管的排列、灯管与样品距离要求、热电偶探头的放置、间距，温度的设定要求等等，都有明确的规定。环境温度（即样品背面温度）要求比美系、欧系要求都高，要求达到80℃，因汽车部品实际装车位置不同，红外线照射的样品表面温度从85℃到110℃不等，腰线以上，阳光直射的水平表面部品，温度一般要求达到110℃，非阳光直射部品，要求较低，达到85℃即可。重点考察汽车内饰部品在高温红外老化后，它的结构、尺寸、外观、颜色及表面纹理存不存在缺陷，与邻近部品、对手件结构匹配存不存在问题，所以此类试验，要求模拟装车状态进行试验。

1.2 典型美系汽车对红外线老化的要求[2]

1.2.1 样品表面与灯泡距离至少为450mm（如图5所示）。

1.2.2 红外灯管的功率为250W。

1.2.3 在环境温度稳定在23℃时，红外加热使样品表面的黑板温度达到85±5℃或95±5℃（因样品形状而异）。

1.2.4 模拟装车状态将样品固定在夹具上，夹具需要保护，避免红外光影响其温度。

1.2.5 如图5所示，将三块黑板温度计放置在样品表面，一块放置在样品中心线上，其余放置在中心线到边缘2/3距离处或距中心线30cm处。

图5 安装示意图

美系红外线老化试验的要求，也是比较详细的，灯管与样品表面的最小距离、黑板温度计的排放要求、灯管的额定功率等等，同样都有很明确的规定。这类试验，也明确要求模拟装车状态进行试验，通过调节灯管与样品之间距离，来保证温度的恒定，环境温度（即样品背面温度）要求较低，达到23℃即可，样品直射的水平表面部品，样品表面温度要求达到95℃，垂直表面要求达到85℃，主要考察外饰部品耐红外光老化的要求，如车灯等部品。

1.3 典型欧系汽车对红外线老化的要求

欧系汽车对红外光老化的要求，目前发现没有日系和美系有着详尽的要求，但是红外光测试的要求也一直存在，如下PV 2005-2000[3]试验条件：

要求汽车在干燥阶段（42℃，30%RH）可另外利用中波红外射线（在≤400nm紫外线范围内无辐射成分）照射，使整车车顶或车门饰条区域温度可达到90℃。

欧系红外线老化试验要求，比较简单，仅规定温度和红外线类型，这类试验要求在整车实车试验上完成，是在温湿度循环中的一步，增加红外线老化要求，更为严酷，更容易发现部品是否出现裂纹、变形和松弛。

1.4 试验室红外老化试验设备及使用案例

通过对以上标准的理解与研究，试验室研发出红外光老化试验设备并已经投入试运行，如图6、图7所示。

图6

2 结束语

汽车发动机舱、车灯及仪表板等部件，由于在汽车使用过程中，这些部件内外表面经常存在温差，容易使部品发生变形等缺陷，从而导致部品失效、故障。所以随着人们对汽车品质要求的越来越高，红外光老化测试也会越来越受到汽车主机厂的重视。通过介绍日系、美系和欧系对汽车内饰部品、外饰部品和整车红外测试要求的介绍，希望对国内自主品牌汽车业有借鉴价值。

[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].

杨建，安徽安庆人，工程师，威凯检测技术有限公司，主要要求方向：材料老化与性能测试。

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