車身結構防腐設計的研究

黃榮昆

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545007）

工藝·設備·材料

車身結構防腐設計的研究

黃榮昆

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545007）

通過汽車車身結構腐蝕的質量案例，對車身典型的結構腐蝕問題進行分析和質量改進，并從新產品開始對車身結構防腐設計進行評估和驗證，從而提高車身防腐設計的質量水平。

車身結構；鈑金接觸面；鈑金端面；工藝孔；防腐

CLC NO.:U472Document Code:AArticle ID:1671-7988(2014)07-74-03

前言

汽車車身生銹不但妨礙汽車美觀，還可能影響車身強度，甚至可能降低汽車安全性能。隨著客戶對汽車消費水平不斷提高，消費者對汽車的防腐質量要求也不斷提高，各種品牌的汽車都出現由于汽車生銹被用戶投訴的情況，車身銹蝕主要有鈑金零件搭接的貼合面銹蝕(如焊接搭接面、折邊)以及鈑金零件邊緣端面銹蝕，另外車體內腔由于電泳涂層較薄，積水排水不暢造成銹蝕，這些都與車身結構設計密切相關。

1、車身鈑金接觸面結構

白車身鈑金搭接焊接的貼合部位，在涂裝難以形成完整的電泳漆膜，這些部位單憑涂裝的焊縫密封膠也不能完全達到密封效果，一旦雨水濕汽等腐蝕介質進入就很容易造成鈑金銹蝕。

某車型Ⅰ前門的安裝膠條的卡槽位置有生銹，生銹部位是卡槽與門內板貼合的位置(圖1)，貼合面無法形成有效的電泳層。經過3分鐘淋雨試驗，拆開膠條檢查卡槽翻邊處存在積水，由于雨水流入卡槽與門內板的貼合面，長期積水造成卡槽生銹。

另外對前門結構進行對比分析，發現生銹前門卡槽上有兩個工藝定位孔，卡槽前后沒有R角彎曲段(圖2)。其它車型前門卡槽結構存在前后段R角彎曲，同時沒有工藝定位孔(圖3)，不同前門卡槽結構的質量狀態對比分析見表1。

表1 前門卡槽結構質量對比分析

從表中可以看到前門卡槽是否存在前后R角彎曲段以及工藝孔，對防水防銹有很大的影響；這是因為卡槽靠外板側在涂裝涂上密封膠，有R角彎曲段的卡槽雨水不能進入貼合面，另外前后R彎曲的卡槽由于制造精度偏差大，貼合面存在間隙可以進行部分電泳；但只有直線段的卡槽有定位孔制造精度高，卡槽與內板完全貼合無法電泳，雨水從卡槽最高的端面以及工藝孔流入，容易造成卡槽生銹。為解決卡槽生銹問題需要在涂裝對卡槽周邊和工藝孔涂上密封膠，通過對周邊涂膠的卡槽進行1000小時鹽霧試驗，破開檢查卡槽與內板的貼合面無銹蝕(圖4)，達到防腐的質量標準要求。

車身鈑金搭接的接縫在設計上采用防止雨水進入結構，依照汽車行駛方向和飛濺方向、雨水由上往下流淌設計搭接開口，使之朝向水難以進入的方向，同時評估是否增加涂膠工藝。

2、車身板金端面結構

車身鈑金端面邊緣容易出現腐蝕，這是由于邊緣表面張力的原因，在邊緣涂料收縮，容易出現無涂料或涂膜厚度極低的邊緣效應，所以鈑金端面邊緣是最先腐蝕的部位，特別是在容易進入雨水的部位更為嚴重。

某車型新產品上邊梁三層板焊接邊端面出現銹蝕(圖5)，通過對上邊梁的結構進行分析，由于上邊梁三層板貼合焊接且開口朝上，無遮擋，電泳漆不能完全泳入三層板的內部，而且三層板端面是電泳薄弱區域，雨水流入三層板積水很容易造成生銹。為解決這一問題，對鈑金端面改為錯位5mm的涂膠區域，在涂裝對該區域涂布密封膠(圖6)。另外在新產品車身設計中可增加邊角折邊或把焊接邊方向改為水平方向并有其它零件進行遮擋防止雨水進入造成銹蝕。

車身鈑金端面邊緣防腐的處理方法主要是涂密封膠、邊角折邊、加裝密封膠條等等，鈑金端面邊緣涂膠，涂膠部位預留不小于5mm有利于涂膠。

3、車身工藝孔設計

車身鈑金的防腐主要依靠電泳膜厚，為滿足漆膜厚度的要求，要保證電泳用的工藝孔的位置、大小和數量。某車型新產品在開發過程中對電泳車身進行破壞檢查電泳膜厚，發現U型后大梁內部兩側面和底部都存在不同程度的銹蝕（圖7），內腔漆膜厚度2.1～16.6μm。經過項目工程團隊分析，由于前期對后大梁電泳工藝孔評估不足，后大梁底面間隔1024mm長度上只有兩個工藝孔，工藝孔的數量不能滿足大梁內腔電泳的質量要求。針對后大梁內部生銹問題，重新制定后大梁電泳工藝孔的解決方案，增加三個φ16工藝孔（圖8），并通過CAE分析加孔處的應力都符合設計要求，同時經過加孔電泳拆車驗證，電泳膜厚達到10μm以上，滿足電泳膜厚達到防腐質量標準。

車身內腔為了達到良好的電泳效果，車身設計時需要評估工藝孔的位置、大小和數量是否滿足電泳要求，另外從沖壓來考慮孔越少越好，且孔的大小和間距要考慮鈑金強度和剛度。通過凸臺、鈑金搭接和間隙來優化設計結構，提高電泳防腐質量。

4、車身防腐設計評估和驗證

新產品車身設計開始就要考慮防腐結構的布置，并對車身防腐設計進行評估和驗證，避免批量生產后因設計缺陷造

成車身銹蝕， 車身防腐控制需要貫穿于新車型整個開發過程，新產品車身防腐評估和驗證過程見表2，主要涂裝同步工程評審的內容如下：

1）車身結構防腐性審核和評估；

2）車身結構防水性審核和評估；

3）車身和涂裝工藝審核和評估。

表2 新產品車身防腐評估和驗證過程

5、結束語

汽車車身防腐涉及到車身結構設計、焊接涂膠工藝、涂裝工藝以及總裝工藝，為了防止車身銹蝕，需要在新車型車身開發開始就進行全過程全面控制。涂裝工藝的同步工程貫穿整個產品設計過程中，特別是焊接貼合面，零件端面防腐要求，車身工藝孔是否滿足內腔電泳要求；另外根據現有車型防腐蝕經驗教訓的數據庫，輸入到新產品項目設計開發中。在車輛試生產階段，通過電泳車身拆車檢查各零部件的電泳漆膜厚度、密封膠的涂膠質量等防腐控制點，發現問題及時處理解決，從而提高車身防腐質量水平，滿足客戶的質量要求。

[1] 胡菲．車身防腐蝕結構設計研究. 中國新技術新產品，2013（08）；145-146.

[2] 孫俊.汽車車身耐腐蝕分析及新工藝技術.

[3] 賈思武 黃垂剛 王 康. 車身內腔的防腐設計.

如圖4，使用的是循環讀取模式。通過調用Kvaser提供的動態庫函數CanSetNotify函數，建立一個通知模式，一旦有消息存入Kvaser緩沖區，就會向UI發起一個窗體事件，通知窗體緩沖區接收到了需求消息，然后在該事件處理函數中通過循環讀取消息，直到緩沖區消息讀取完畢停止，通過這種處理模式，可以很好地解決由于UI讀取的速度慢導致消息顯示延遲的問題。

3、總結

3.1 優點

本系統將對數據監測、故障檢測、參數標等功能集成于一體，方便了現場技術服務人員的操作，減少了人力、物力消耗；系統具有良好的消息顯示實時性；系統中多重的消息加密機制，提高了消息的安全性。

3.2 展望

本系統是按照C/S模式的網絡結構進行設計的，但目前應用越來越廣泛的網絡結構是B/S結構，后期應該朝著B/S結構改進；

本系統的客戶端軟件目前是針對臺式電腦/PC設計，技術服務人員要使用軟件必須攜帶電腦，局限性還是比較大，后期可以嘗試針對手機平臺進行設計。

參考文獻

[1] 李偉，常鏵，賀洪江.基于CAN總線和虛擬儀器的數據采集系統.[J].儀表技術與傳感器，2012.

[2] 吳志玲、靳鵬、陳昌鑫等.基于CAN總線的微型數據采集系統設計.[J].自動化儀表.2013

Study on Corrosion of the body structure design

Huang Rongkun
（SAIC GM Wuling Automobile Co., Ltd., Guangxi Liuzhou 545007）

Through the example of vehicle body structure corrosion, analyze and improve the typical corrosion issues, and evaluate and validate the body structural anticorrosion on new product, thus improve vehicle anticorrosion quality.

Body structure; metal plate faying surface; metal plate edge; technological hole; corrosion protection

U472

A

1671-7988(2014)07-74-03

黃榮昆，就職于上汽通用五菱汽車股份有限公司。