轿车车身防腐设计控制方法

钟建强 吴志佳

广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院 广东省广州市 511434

1 引言

目前轿车车身主要材料仍为钢铁，少量车型车身采用铝制或者其它复合材料，统计主流车身材料情况见表1。

根据汽车使用环境及工况，车身金属材料容易产生电偶腐蚀和缝隙腐蚀，见图1。

图1 电偶腐蚀原理示意图

为保证汽车的外观性和使用寿命，汽车车身防腐需满足QCT732《乘用车强化腐蚀试验方法》要求。多数汽车企业标准整车寿命为二十万公里，车身防腐蚀要求为10年。本文将对钢车身防腐控制方法进行探讨。

2 轿车车身腐蚀常见问题

2.1 车辆的前面、侧面和车底腐蚀

2.1.1 主要来自外部的机械作用使得涂膜损伤或本身存在缺陷而导致的腐蚀；主要表现在车身外表面（发盖、门板、侧围、翼子板、地板等的石击、划痕等，见图2。

2.1.2 从钢板的内侧生锈

设计不合理或加工中防锈处理不当而导致的腐蚀，见图3。

2.2 腐蚀最频繁出现的部位

前后轮罩、发盖、侧围等外表面，地板无防护部位等处，见图4。

图2 车身被石击生锈

2.3 容易出现严重腐蚀的部位

前后轮罩边缘、外露的搭接边、地板无防护部位，见图4。

3 轿车车身防腐设计控制

表1 车身材料使用情况

3.1 车身材料的选择

研究表明：使用预涂锌层及防锈剂，对缝隙腐蚀等级是重要的。既没有预涂材料也没使用防锈剂的，使用7年后缝隙表面70%严重腐蚀，部分涂覆防锈剂的严重腐蚀的比例减少到42%。结果表明，使用7～10μm的镀锌层，可获得较好的防腐效果，见图5。

为了获得良好的车身防腐蚀性，现汽车企业车身镀锌材料使用达到20%～80%以增加车身的抗腐蚀性，见图6。

图4 车身锈蚀分布图

图5 使用不同厚度锌涂层随时间的发展

3.2 车身结构设计

合理的车身结构设计是保证车身防腐蚀的前提条件，应该注意以下几个方面。

3.2.1 接缝处的设计

接缝尽可能不出现在车身外表面上，而在车内部及地板下部不容易看见的位置，接缝的设计要保证外观平整光滑，又便于密封防腐处理。另外，依照汽车行驶方向和飞溅方向，设计接缝开口，使之超向水难以进入的方向，见图7。

3.2.2 板端面部位设计

端面锐角处，考虑在眼睛难于观察到的地方向内侧折弯翻边，由于形成角R而大幅度提高漆的附着量，提高防腐蚀性，见图8。

3.2.3 工艺孔的设计

为保证车身电泳的充分性，车身设计需保证电泳孔、排气孔、滤液孔的位置、大小及数量，见表2。

3.3 冲压防腐

冲压防腐包括如下：（1）控制钢板质量；（2）钢板开卷后在时效内使用；（3）库内存放、防雨、水泥地面、离开地面堆放；防锈保护（涂防锈油），降低湿度。（4）不同的金属零件堆放在不同的存放架，避免接触；（5）工序间零件要存放在干净、清洁的贮运架上。

图6 车身镀锌材料分布图

3.4 焊装防腐

焊装防腐主要包括如下方式：（1）点焊胶，起密封防腐作用；（2）指压胶，起密封作用；（3）折边胶，起到密封、防腐蚀作用；（4）膨胀胶，起隔断和部分防腐作用；（5）结构胶，主要连接作用起部分防腐作用。见图9。

3.5 涂装防腐

目前轿车车身均进行磷化处理，然后进行电泳。按照车身喷涂区域外观影响分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三级，见表3、图10、图11。

涂装还包括如下防腐方法：（1）对车身空腔等不易喷涂的部位进行注蜡处理；（2）对搭接边进行涂密封胶；（3）对使用完的工艺孔使用堵盖或者贴片进行封堵，对轮罩、地板等容易被石子打击区域喷涂抗石击材料；（4）地板内侧覆盖沥青垫片。见图12。

图7 车身底板处接缝设计

图8 流水槽边缘锐角处理

表2 工艺孔设计原则

图9 焊装胶分布图

表3 电泳厚度对应表

图10 Ⅰ/Ⅱ级面

图11 Ⅲ级面

3.6 总装防腐及贮运过程防腐

总装防腐包括：（1）油漆修补；（2）车底PVC涂层修补；（3）涂装胶修补。

贮运过程防腐包括：（1）喷涂车身保护蜡；（2）喷涂车身保护膜；（3）贴塑料保护膜；（4）车身护衣。

4 整车防腐蚀性试验评价

根据各汽车企业对车身防腐蚀要求，可选择对整车进行强化腐蚀试验，通常认定10个循环为一个腐蚀年。其强化腐蚀试验方法可参考《乘用车强化腐蚀试验方法》，试验工况包括：碎石路、整车盐雾室、盐水路、盐水搓板路、泥浆路、高温高湿室，见图 13。

强化腐蚀评价分为中期评价和最终评价，评价标准参考表4，及图15。

图12 涂装防腐方法

图13 强化腐蚀试验工况

表4 强化腐蚀试验评价标准

5 结语

本文对轿车车身防腐设计进行系统论证及分析，同时通过试验验证此设计控制方法应用可行。通过分析和试验结果获得结论如下：

（1）目前以钢为车身主要材料，车身防腐设计为重点及难点问题，汽车企业应本着对消费者负责的态度应对车身防腐问题；

图15 强化腐蚀对应图

（2）车身防腐最有效的防腐手段为采用镀锌材料和有效的车身涂装技术。镀锌材料可延长车身抗腐蚀能力，对车身容易出现腐蚀部分需采用7～10μm的厚镀锌层材料；

（3）试验是检验理论的唯一方法，本文对设计理论进行试验验证，以100个循环试验锈蚀7级为目标进行检验。