科普 | 金刚不坏之身是如何炼成的? 探秘汽车防腐工艺

摘要: 汽车车身腐蚀一般分为外观腐蚀、结构腐蚀和穿孔腐蚀三类,而在实际的汽车研发中,耐腐蚀设计是一项系统性工程,包括多个环节,并贯穿了整个新产品开发周期。

      如果说喜欢一款车是始于颜值,那么其耐用度则直接决定了我们对汽车产品和品牌的判断。随着技术的进步和使用年限的延长,消费者对汽车性能要求也越来越高,汽车防腐蚀性能成为一个关键指标。

    汽车车身腐蚀一般分为外观腐蚀、结构腐蚀和穿孔腐蚀三类,而在实际的汽车研发中,耐腐蚀设计是一项系统性工程,包括多个环节,并贯穿了整个新产品开发周期。

        汽车车身耐腐蚀工程开发大致会分为两个阶段:虚拟开发阶段包括防腐目标设计、结构设计和虚拟仿真验证工作;实物验证阶段则会对车身结构、制造工艺进行多轮次车身拆解验证,在各项验证满足并达到批量生产条件后进行试验场强化腐蚀验证,找出影响车身防腐的因素进行整改,保证上市的新车满足车身耐腐蚀的各项要求。

        涂装是汽车防腐中的核心环节,包括底漆、中涂、面漆三道工艺,其中电泳漆是汽车涂装中的首要环节。因此在车身设计过程中,防腐蚀工程师要充分考虑电泳液的泳透力,对电泳孔设计和钣金间距都有详尽的要求。合理的车身结构设计是保证车身防腐蚀的前提条件,合理的设计可以让电泳液等防腐涂料充分浸透并保护车身。因此为了获得良好的车身防腐蚀性能,必须从车身结构设计开始介入同步工程分析。

    电泳涂装是把白车身直接浸入到电泳槽液中,通过系统的自动控制在直流电场的作用下,使电泳树脂向车身移动并均匀地沉积在车身工件上,形成电泳涂膜保护层。

    完成防腐蚀基础车身设计后,工程师会通过计算机仿真技术、进行虚拟性能开发和验证,最终完成防腐蚀物理性能目标。随着汽车行业激烈的市场竞争和研发效率的提升,虚拟仿真技术已经成为汽车研发中的一项重要工具。

    在完成车身设计、虚拟验证整个开发后,防腐工程进入产品实物验证环节。产品验证是指通过各种科学技术手段和方法对产品进行观察、试验、测量,证实产品性能是否达到要求的过程,也是汽车研发中必要的流程,因此车身防腐结构设计的是否合理、软件仿真分析的结构是否进一步修正最终需要通过实物来进行验证。

    首先是车身防腐结构设计验证,主要验证车身结构是否满足电泳防腐要求,并不断优化车身结构,通过设计结构改进从根本上杜绝车身腐蚀隐患。

    同时新车型在导入正式生产线生产过程中,对设计验证合格的工装件车身进行电泳拆解。验证生产工艺的合理性,优化电泳工艺施工参数。首轮电泳工艺验证和优化方案验证必须经过实车拆解后评价合格,作为SOP(Start Of Production,批量生产)的必备条件,经过严格防腐蚀性验证评价并满目标的产品才能投放市场。

    再先进的技术或工艺最终都需要落定为过硬的产品质量才有意义,在经过了前面提到的结构验证及工艺验证之后,每款新车型都要通过汽车湿热带综合试验基地海南汽车试验场的强化腐蚀验证。

    高温、高湿、高盐是影响车辆腐蚀的重要因素,而通过专业试验场的高温、高湿、高盐强化腐蚀验证,不但能高标准的测试汽车的防腐性能,同时可以获得大量的实验数据,不断改进汽车设计中可能出现的缺陷,提高产品品质,海南强化腐蚀试验已经是汽车试验体系中重要的整车综合性验证环节。

    结构设计是汽车防腐设计的基础,但一款车是否具备优良的耐腐蚀性能最终要通过汽车涂装过程来进行实现,汽车涂装属于高级保护性涂装,其涂层必须具备极优的耐蚀性、耐候性和耐酸、碱、油污等物质的侵蚀。汽车涂装的目的是使汽车具有优良的耐蚀性和高装饰性外观,以延长其使用寿命,提高商品价值。

    除了各类车漆涂装材料外,还需大量运用了PVC密封胶、抗石击涂料、空腔防腐蜡和合页蜡等车身防腐材料。汽车车身是通过钣金件焊接的组合体,为提高车身抗腐蚀能力,所有粘接、焊缝或接缝部位在电泳涂装后都应涂覆密封胶,避免水等介质的浸入而造成腐蚀。

    由于汽车在行驶过程中,车底经常受到泥沙、碎石、盐和污水等撞击腐蚀,因此在车身底板及轮罩防护方面大面积喷涂抗石击防护涂料进行保护,并采用先进的自动涂胶机器人和摄像机图像识别技术,确保涂胶质量达到更高的要求。

    因为汽车内腔部位因焊接形成的焊缝、夹层和空腔由于屏蔽作用,电泳漆膜会相对较薄,腐蚀能力较为薄弱环节,而空腔防腐蜡很好的弥补了此区域的不足。空腔防腐蜡作为一种高分子链状烷烃,具有性能稳定,抗腐蚀能力强,成膜附着力良好、自然干燥速度快,是一种很好的保护汽车空腔防腐的材料。

    防腐蜡目前也是全球各品牌车企通用的防腐保护材料,车也大规模运用了这种防腐材料,全系不同等级的车型均进行了防腐蜡的应用,并制定有企业标准文件《车身空腔防腐蜡喷蜡设计标准》进行规范设计和施工。

     完整的防腐设计理念、防腐开发流程和评价体系,并采购了先进的研发设施和生产设备。作为一个资本密集型、技术密集型的行业,汽车企业的成功不可能一蹴而就,必然是经过漫长的时间成长、进步的过程。而随着软硬件设施的不断完善,技术能力的不断积累,才能将推出更多优秀的产品。


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