汽车车身防腐新车开发过程中腔体生锈原因与解决方案自攻螺丝

04-03

在汽车涂装过程中，整车防腐至关重要，目前汽车行业广泛采用镀锌板、热成型板等以增强车身防腐蚀能力。部分企业出于成本考虑，内腔钢板仍旧使用冷轧板，冷轧板较镀锌板而言，防腐能力较薄弱，这就要求使用冷轧板的车身内腔必须完全电泳上电泳涂层并且烘干后达到一定厚度要求，才能起到长时间的防腐效果。

1、腔体生锈产生原因分析

新产品研发前期，结合同平台经验，为了规避电泳屏蔽效应，保证电泳效果，在相应区域设计有电泳防电磁屏蔽孔，试制前期，经过在线实车拆解验证，内腔电泳效果达到产品设计，满足防腐要求。

第一次生锈原因：生产线变更。该车型因公司战略规划需要，转移到另一工厂涂装生产线生产，由于材料、生产线、电泳设备的变更，该车第一次过线后，解剖发现内腔电泳效果很差，而后，在保证车身强度及功能的前提下，对产品结构进行设计变更，经多次验证，效果达到防腐质量要求。

第二次生锈原因：生产线设备维护管控。电泳品质优劣主要取决于3点：产品设计、电泳漆及槽液参数、电泳设备能力及施工过程的管理。该车型第二次出现生锈主要原因就是设备管理异常。

2、两次生锈解决方案

2.1第一次腔体生锈解决方案

由于该车型转产的生产线为旧线重新改造的，生产线设备能力的提升存在一定的局限，为保证该车型能按照项目节点顺利试制，经研讨决定对产品内部结构进行优化，具体更改优化零件结构有:左B柱上加强板3个面上新增9个开孔、右B柱上加强板3个面上新增9个开孔、左A柱骨架外板(下)新增一开孔、右A柱骨架外板(下)新增一开孔、左A柱骨架后加强板新增一开孔、右A柱骨架后加强板新增一开孔、左侧门槛加强梁新增一开孔、右侧门槛加强梁新增一开孔、左中支柱内上板新增一钣金缺口、右中支柱内上板新增一钣金缺口；

设计结构更改后，车身（含四门两盖）做完前处理、电泳及电泳烘烤后进行实车解剖，左、右侧围内腔电泳膜厚检测数据均达标(标准≥10μm)，从电泳解剖及电泳膜厚检测数据来看，此改善方案效果明显；同时也发现了使用冷轧板的弊端，即铰链安装端面贴死位置无法电泳上漆，一旦后续车门铰链有所调整，此安装端面漏出无电泳漆部分必定会生锈，因此在总装装配线上会设计有喷涂防锈底漆工序，以保证铰链处防腐能力。

2.2第二次腔体生锈解决方案

第二次腔体生锈发生时，在总结第一次生锈整改的基础上，主要从侧围外板与B柱上加强板之间钣金间隙、前处理电泳槽液参数、电泳泳透力、电泳电压实行率等多方面进行排查。

2.2.1侧围外板与B柱上加强板之间钣金间隙检查

如第一次生锈解决方案，为了保证电泳效果良好，新产品相应位置需要设计电泳防电磁屏蔽孔，然而要达到良好的的内腔电泳效果，不是简单的开孔就可以解决。首先从冲压来考虑，孔越少越好，且孔的大小和间距要考虑钣金结构。通过凸台、优化钣金搭接结构和间隙来提高电泳效果；另外车身结构板材之间不焊接区域应适当留有间隙，一般两层钣金间隙在4 mm以上，避免电泳漆的锐边覆盖能力差问题。钣金间隙检测见表1。

从此车型项目前几次电泳解剖时电泳车身侧围外板与B柱上加强板之间钣金间隙检测情况来看，左右侧围外板与B柱上加强板之间钣金间隙均达到4.0 mm以上，可以排除因钣金间隙造成电泳不良从而引起腔体生锈。

2.2.2前处理、电泳参数优化调整

实践证明工件前处理效果不佳是电泳效果不良的直接原因。前处理效果受脱脂、表调、磷化槽液参数的影响，为此对前处理各个槽液取样检测，结果见表2。同时，采用车身冷轧板检测磷化皮膜膜重及结晶尺寸，分析结果见表3。

从以上检测及分析数据可以看出，槽液参数在技术规格范围之内，磷化皮膜状态良好，可以排除因前处理不良而引起的腔体生锈。

电泳槽液参数及电泳施工参数无疑是引起电泳品质不良的重要因素。电泳过程中，槽液固体分、电导率、温度、pH、泳透力等因素都直接影响着电泳防腐能力，为此对电泳槽液取样检测，结果见表4。

前处理、电泳槽液参数满足工艺设计要求，因此也不是引起内腔生锈的主要原因。由于该生产线过车数量较少，为了优化电泳槽液，排放UF1 20 t，然后补加新鲜超滤液，同时补充电泳添加剂E(2丁氧基乙醇)以及电泳漆组分F2(树脂)。

2.2.3电泳泳透力

电泳槽液参数经优化调整后，使用插条法进行泳透力检测，烘干后检测插条膜厚平均10μm左右；在电泳投槽初期，检测插条膜厚≥14μm，也就是说优化之后槽液参数虽然接近了投槽初期，但电泳泳透力反而下降，此与常理相违背，故分析很可能是涂装设备电流/电压出现异常。

2.2.4电泳电压实行率

为了确认电泳电压实行率，采用“潜水艇”电位仪跟踪测试实车电泳过程中的电位，从检测结果上看，整体电泳电压实行率分布在60%~75%，然而内腔实行率却只有20.6%（此时已确认这就是导致内腔电泳不良的主要原因），为了找到引起电泳实行率下降的具体设备段，跟踪白车身过电泳线，发现电泳设备一段电流异常，电流峰值由原来的800 A衰减至200 A左右，经检查阳极管和整流器及控制柜设备段，发现部分阳极对应的空气开关出现跳闸；后续更换空气开关，调整完毕后再次过车验证，电泳一段峰值电流恢复到先期水平，再次测试电压实行率，实行率恢复正常。更换空气开关前、后电泳电压实行率测试结果见表5~6。

2.2.5电泳烘烤后车身解剖检测

前处理、电泳槽液参数化验检测确认，电泳设备参数确认调整完毕后，进行第二轮、第三轮过线（前处理、电泳线），而后解剖该电泳车身及检测膜厚数据，内腔电泳膜厚达到质量要求。

3、结语

在新产品开发过程中，分析车身空腔结构中防电磁屏蔽孔的位置、大小、数量及间距是否合理，能否有效防止电磁屏蔽问题，以确保空腔内部电泳涂膜的厚度达到设计要求。如果电磁屏蔽不能消除，密闭空腔产生电磁屏蔽，电力线不能进入，电泳漆膜不能形成一定厚度就会导致防腐性能下降，出现锈蚀现象。然而，即使防电磁屏蔽孔设计合理，如果电泳设备或者电泳涂料异常，也会引起电泳效果不良，致使产品防腐能力不足，因此电泳设备管理与电泳槽液维护也至关重要。但是，出于成本考虑，部分企业部分零件仍然采用冷轧板，使用冷轧板的弊端就是无论产品结构怎么更改、工艺技术上怎么调整，安装端面都是无法形成良好的电泳漆膜的，要想彻底解决腔体生锈问题，只能是从钢板材料上突破，如镀锌材料、带铝硅涂层热成型材料，用以提升车身防腐。

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