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浅谈涂装SE防腐性分析主要从两方面阐述了车身SE中防腐性的分析

2021-07-23 来源:芜湖农业机械网

浅谈涂装SE防腐性分析,主要从两方面阐述了车身 SE 中防腐性的分析

0 引言

汽车是由各种金属零部件和非金属零部件组成, 在其服役环境中会产生不同程度锈蚀和老化。一般来 说,除意外交通事故或零部件磨损外,腐蚀是汽车损坏 报废常见的重要原因。再者,随着市场竞争加剧及消费 者的质量意识不断提高,锈蚀问题已成为影响企业形 象、产品质量及用户体验的突出因素中国机械网okmao.com。

为保证汽车服役 寿命,国内外各汽车厂对整车防腐目标也都有各自的 要求,一般为 4 ~ 6 年无表面锈蚀,10 ~ 13 年无穿孔及 功能腐蚀失效。车身防腐是整车防腐的一部分,防腐分 析涉及车身结构、材料、工艺等多方面。本文主要阐述 车身开发过程中 SE 阶段车身防腐性分析的内容。

1 车身结构设计防腐性分析

1 .1 车身结构是否有利于电泳

车身的防腐主要是通过电泳涂膜保护来实现的,电泳涂膜的好坏直接影响白车身的防腐能力,而电泳 涂膜的质量除受材料、工艺、生产管理等因素的影响 外,车身的结构形式恰当与否直接影响涂膜的好坏。

钣金表面形成涂膜的条件是有涂料和电场,白车 身是一些列板件的总成,其中包含一些腔体结构,这些 腔体结构有一定的封闭性,一方面液体进入流出困难, 另一方面形成电磁屏蔽隔断电场,这些结构的电泳质 量较差,因此需要根据经验识别,并通过结构调整来 改善。 车身上典型的腔体结构包括一些加强梁、横梁、纵 梁以及 A、 B、 C、 D 柱。

这些结构因整车性能和功能的 要求是必须客观存在的。对于这些封闭腔体的改善办 法是尽可能地减小封闭腔体的面积,使其局部可开放, 如增大钣金间隙、开孔、起凸台等。

1.1.1 增大钣金间隙

主断面阶段就可以分析钣金间隙对电泳的影响。 增大钣金间隙可能会造成强度减弱及密封性差等问 题,需由设计人员进行最终的评估而定,钣金间隙一般 涂装建议不小于 5 mm。例如三层的柱体结构,两两钣金间距离不小于 5 m m ,见图 1 所示。

1 .1 .2 开孔

在工程数据阶段对空腔结构分析,进行开孔的改 善。开孔会影响钣金的强度,也会增加模具成本,在分 析开孔增强电泳性时,尽可能与定位孔、装配孔等工艺 孔共用。常用的开孔位置及尺寸见表 1 ,多层板上开孔 需考虑钣金间距,钣金间距小于 5 m m 时,适当增加开 孔密度。

1 .1 .3 起凸台结构 在工程数据阶段,对密闭结构进行起凸台的改善 电泳措施。起凸台可以改善结构密闭性,允许电场线及 涂料进入空腔内部。凸台可以增加冲压件的强度,但是 不利于密封,凸台高度一般建议为 3 m m 。

另外,电泳涂膜在烘烤时有收缩的效应,在尖锐结 构的边缘漆膜覆盖性较差,因此在易产生冲压毛刺及 锐边的位置提出优化结构及调整模具的要求。 以上均为经验数据,在前期工程化数据阶段作为审 核数模的要求,但需要结合后期样车拆解验证来最终完 善方案。近年来,一些涂装电泳仿真软件在国内也开始 被使用,通过模拟仿真可以在工程化数据阶段进行仿真 验证,使分析结果更直观,可以缩短验证周期。

1 .2 车身结构是否有利于化学处理液体的排出

白车身进入涂装车间经过前处理后再进入电泳槽 进行电泳涂装,车身经过前处理、电泳系统时均涉及进 液和排液的过程。受节拍及室体排布的限制,沥液需在 特定的时间内完成,一般要求 1 5 s 内沥液完全。沥液 不完全,一方面,在处理过程中会出现串槽污染槽液的 问题,增大生产管理难度,增加成本;

另一方面,在电泳涂膜烘烤固化时,由于未排除完全的液体积聚在低洼 处,导致此位置烘干不良,降低电泳漆膜的防腐性。 现阶段各自主车企常用 3 0 °或 4 5 °入槽、出槽的运 行方式,很少有 3 6 0 ° 翻转的运行方式。后者一般沥液 性较好,而前者则稍差。接下来的讨论基于较为流行的 船形槽体、有固定出入槽角度的前处理、电泳生产输送 方式。改善排液性的方法一般为:增开排液孔、间隙,增 加导流结构等。

1 .2 .1 增开排液孔

排液孔的位置在最低点。排液孔的总面积在一定 高度范围内可近似认为排液体积与所需排液孔的面积 成正比,因此车型越小,所需的排液孔的数量及面积越 小,也可参照标杆车型的沥液孔排布及数量。白车身地 板排液孔数量一般为 1 0 ~ 1 8 个,直径为 2 0 ~ 4 0 m m 。 四门两盖的排液孔设计在最低点及靠近左右边缘的位 置,数量一般为 2 ~ 4 个。

1 .2 .2 增加液体导流结构

在局部凹陷结构处或厢式结构处会出现积液问 题,在不能增加排液孔的情况下,增加导流筋,确保车 身在出槽时液体可以尽快排出。

1 .3 车身结构是否有利于气体的排出

车身进入化学处理槽时由于某些结构问题,会导 致气体排不出去,积聚在最高点处,阻断处理液体与钣 金接触,导致无磷化膜无电泳膜生成,生锈风险大。这 些结构一般会出现的位置有:前风窗下横梁、顶盖内表 面、顶盖后横梁、背门、地板加强梁、前后地板链接形成 的腔体内、后围板、轮毂包上部等。

针对上述积聚气体的位置,可采用在最高点开孔, 不同位置开孔大小不等,最小位置处不小于 3 m m ;也 可以采用更改结构形面、增加钣金搭接位置间隙等方 法使气体有排出通道。

2 其他方法提升防腐性

传统汽车用料普遍为钢板,裸板在空气中容易氧 化、生锈,因此要对汽车白车身进行电泳防腐。受车身结 构以及涂料的泳透力限制,在车身的某些部位电泳涂膜 比较薄弱,例如空腔内部及钣金贴合的区域;还有一些 位置涂膜良好,然而在车辆使用过程中,涂膜易受到破 坏,如地板下部及轮毂包处等。这些位置归属于重点防 腐的位置,可以通过其他方法对电泳防腐进行弥补。

2 .1 板材的应用

现在车身除了使用钢板外,较普遍使用的是镀锌 板,某合资车型整车镀锌板使用达到 6 0 % ~ 8 0 % ,镀锌 板自身有一层镀锌层,具有防腐作用,据相关研究显 示,相同试验环境下镀锌板车门要比冷轧板车门晚生 锈 5 年;铝合金以及碳纤维等材料在防腐性方面表现更为良好,近些年来在轻量化上有一些应用。在板材应 用上一般结合车型的定位及防腐要求,还要考虑本公 司的板材使用状况。

2.2 注蜡

注蜡的位置一般为五门一盖的内外板包边的夹 缝、车底部一些梁内部,一些高档车底部所有梁均要求 注蜡,这些位置电泳漆膜相对薄弱,且使用环境恶劣。 除上述位置,有些车门铰链在总装时需拆卸,拆卸后破 坏铰链处的电泳漆膜,可以通过刷涂铰链蜡来增强防 锈能力。注蜡的防锈机理是封闭钣金表面,与水、空气、 杂质隔绝,延缓钣金腐蚀。

2.3 涂胶

1)焊缝密封胶一般涂覆在钣金搭接的缝隙上,有密 封、防水和防锈的功能。涂胶的位置主要有地板、机舱 内、顶盖流水槽、轮罩内、尾灯等部位的钣金搭接焊缝以 及四门两盖的包边,中型车涂胶总长度在 90 ~ 110 cm。

2)底板 PVC 防护胶主要作用是保护地板下表面 免受石击破坏,喷涂位置主要是地板下部以及轮罩内 部,厚度为 500 ~ 1 000 μm。

3)裙边胶主要作用是保护下边梁免受石击破坏, 下边梁有装饰板的情况下可不喷涂裙边胶。

4)焊装胶用于钣金贴合位置,这些位置间隙很小, 基本无法电泳,此时焊装胶的涂覆,可填充间隙,对板 材也是一种保护。因此 SE 对涂胶分析时,一些情况下 的焊缝在涂装胶受结构限制无法完成涂覆时,要求增 加焊装胶来密封防腐。

3 结语

车身 SE 防腐性分析是在车型开发前期阶段,根 据以往的经验来分析可能发生的问题,通过结构更改 等一系列的措施来解决问题,但是这要结合后期的工 艺验证来不断完善,并结合后期的相关的腐蚀试验来 验证前期的设计效果。

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