汽车防腐设计

车身腐蚀直接关系着汽车的外观和使用寿命，是汽车制造和腐蚀防护的重点研究课题之一，国内的整车防腐设计和检测还处于起步阶段，本文从结构、材料和制造工艺三方面重点介绍了提高汽车车身防腐性能的措施，并指出了汽车车身防腐技术未来的研究方向。

文/张菊香上海大众汽车有限公司质保实验室

随着汽车工业的快速发展，汽车车身腐蚀已经成为人们日益关注的问题。汽车车身腐蚀可以分为外观腐蚀，结构腐蚀和穿孔腐蚀。外观腐蚀指车身外观损伤和锈蚀，直接影响汽车美观和顾客满意度；结构腐蚀指车身结构件发生腐蚀，直接影响汽车安全性和使用寿命；穿孔腐蚀指汽车内腔或接缝处由于防腐能力薄弱，腐蚀介质容易堆积导致车身锈穿，严重影响汽车外观和使用寿命，央视3.15曝光的汽车腐蚀问题就属于汽车车身穿孔腐蚀。目前国内的整车防腐设计和检测还处于起步阶段，如何通过优化结构、材料和制造工艺的设计以保证整车防腐质量是各汽车公司研究的重点。

汽车设计的防腐措施

结构设计

汽车设计工程师在结构强度等方面具有很好的设计能力，而往往忽略了结构对车身防腐蚀性能的影响，但是很多腐蚀生锈问题都是由不合理的结构设计造成的，因此在车身设计阶段应重点考虑：

（1）接缝设计

汽车车身由金属钢板拼焊而成，拼焊缝隙本身就是涂装的薄弱部位，而且水，泥污等腐蚀介质容易在缝隙堆积，导致金属钢板迅速腐蚀。因此在设计时需注意开口根据汽车行驶方向，朝向水等腐蚀介质难以进入的方向，如图“接缝开口设计示意图”所示；结构设计中注意尽量使用整块钢板冲压，减少缝隙。车身接缝设计还要充分考虑后续涂装，密封，注蜡的匹配性，因此接缝设计是一个综合考虑的结果。

（2）空腔设计

车身空腔对增加汽车强度和减少汽车重量都非常重要，空腔的位置、形状和密封性不仅直接影响车身的电泳、喷蜡和涂胶等工序，而且不合理的空腔设计会造成排气排水不畅，产生电泳盲区以及酸、碱残留，产生腐蚀，严重时会导致穿孔腐蚀，因此空腔设计应合理布局空腔位置，以提高电泳、注蜡等防腐工艺的可实施性，便于后续涂胶密封，不仅可以隔绝外界腐蚀介质，避免腐蚀，而且可以达到汽车减噪效果。空腔腐蚀是最常见的车身腐蚀之一，除了优化结构设计，很多汽车公司采用空腔注蜡以及高耐蚀材料等空腔防锈技术。

（3）工艺孔设计

为了满足电泳，注蜡和安装等工艺需要，车身设计了很多工艺孔。这些孔的数量，位置，尺寸，间距和分布等都直接影响涂层和蜡的分布以及腐蚀物质的堆积，进而影响车身防腐性能，因此在设计阶段时就要充分注意在满足车身强度和刚度的前提下，内腔尽量增加电泳工艺孔以提高漆膜厚度，结合电泳生产线和车身空腔结构，合理设计和布置放气孔，避免气室，产生电泳盲区。工艺孔的设计不仅要充分考虑对车身防腐性能的影响，而且还涉及冲压模具和成本，焊接夹具和定位，车身强度和刚度，减噪等，设计过程中需要多方考虑，才能达到最优的效果。

材料选择

车身材料不仅关系车身强度和刚度等安全性和舒适性，而且直接影响防腐性能和使用寿命。因此如何合理选择车身材料一直是汽车设计的重要内容。目前使用较多的车身材料包括中低强度钢板，高强度钢板和铝合金。

善汽车的外观性能，提高汽车档次，更重要的是可以提高汽车的内在质量，延长汽车使用寿命。

开发先进的车身防腐制造工艺随着制造业和材料工业的发展，各汽车公司不断开发先进的车身制造工艺，以提高整车车身防腐性能。例如，提高自动化程度，缩短制造流程，有效减少工序间的锈蚀；采用激光拼焊技术，提高缝隙质量；采用摆杆输送机、全悬反向输送机（Ro-Dip）以及多功能穿梭机，实现车身在电泳槽内360°翻转，并通过优化出入槽角度，增加排气功能，使内腔的槽液得到充分的流动，消除内腔气泡，解决内腔漆膜偏薄问题，提高油漆厚度均匀性。

计算机仿真技术在汽车车身防腐设计上的应用电泳本质上是将涂层沉积到基材上的电化学过程，通过计算机仿真技术和电化学的结合，模拟车身电力线分布和水等腐蚀介质在车身中的流动，提高电泳的泳透力，改善车身电泳涂层的膜厚度分布，避免空腔电泳盲区，从而提高汽车车身防腐性能。仿真技术不仅能够尽早发现各类腐蚀缺陷，识别出问题所在，降低生产成本，而且可以评估设计更改后的效果，大大缩短了设计时间，并节约了样车制造成本。例如，增加加强板是否会对电泳涂层厚度产生不利影响，是否可以取消工艺孔或减小工艺孔，这些目前主要靠经验和后期的实验进行操作，开发时间长，利用电泳仿真技术可以更快速地评估。目前在欧美发达国家的汽车公司逐步开发出模拟车身电泳厚度的仿真系统，并投入到实际生产中，成为新车开发中不可缺少的工具。

结束语

汽车车身防腐研究是结构设计，材料选择，制造工艺和防腐检测的综合课题。随着中国汽车行业的蓬勃发展和顾客要求的不断提高，各汽车公司逐步加强了汽车车身防腐技术的研究，一方面不断学习和引进其他公司先进的技术和测试方法，另一方面结合中国的国情和使用环境，开发自己的汽车车身防腐技术，但是总的来说，与欧美等发达国家的汽车厂相比，国产汽车的防腐技术相对还不够成熟，因此如何提高国产汽车车身防腐质量，降低整车防腐成本，提升产品竞争力，对中国汽车工业的发展有着重要的意义。

参考文献：

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