新車型開發(fā)涂裝防腐工藝驗(yàn)證

田冰星 蘇小亮

摘 要：針對新車型開發(fā)涂裝防腐工藝驗(yàn)證工作，文中詳細(xì)介紹了涂裝防腐工藝驗(yàn)證過程中的主要驗(yàn)證環(huán)節(jié)，描述了各項(xiàng)驗(yàn)證環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的問題，針對各項(xiàng)問題制定了整改措施并驗(yàn)證有效閉環(huán)。同時(shí)，針對驗(yàn)證的問題進(jìn)行總結(jié)，形成組織記憶力并分享，為后期項(xiàng)目提供參考并提前做好預(yù)防。

關(guān)鍵詞：新車型開發(fā);涂裝同步工程分析;防腐工藝驗(yàn)證

中圖分類號：U445.58+5? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B? 文章編號：1671-7988（2020）15-214-04

Abstract： Aiming at the development of coating anticorrosion process verification work for new models， this paper introduces the main verification links in the process of coating anticorrosion process verification in detail， describes the problems in each verification link， and formulates rectification measures for each problem and verifies the effective closed loop. At the same time， summarize the problems of verification， form organizational memory and share， provide reference for later projects and make prevention in advance.

Keywords： Development of new models; Analysis of coating synchronization project; Anticorrosion process verification

CLC NO.： U445.58+5? Document Code： B? Article ID： 1671-7988（2020）15-214-04

引言

據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)，車身銹蝕1%，強(qiáng)度會下降5%-10%。車身腐蝕會導(dǎo)致車身強(qiáng)度下降以及相關(guān)功能衰減，會影響到整車安全。因此，各主機(jī)廠對于車身耐腐蝕性能越來越重視，在新車型開發(fā)過程就需要進(jìn)行全面充分的防腐設(shè)計(jì)和防腐驗(yàn)證，以保證車身的耐腐蝕性能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

車身腐蝕不僅僅包括內(nèi)腔腐蝕，外觀腐蝕同樣重要，外觀腐蝕直接影響到客戶對汽車品質(zhì)的感官，影響汽車生產(chǎn)商的品牌認(rèn)可度。中國汽車工程學(xué)會汽車防腐蝕老化分會在2015年發(fā)起了一項(xiàng)微信調(diào)查，其中有一道關(guān)于整車防腐蝕壽命的題目“您在購買一輛10萬元左右的私家車后，可以接受下列哪種腐蝕要求？”，其選項(xiàng)設(shè)置及調(diào)查結(jié)果如表1所示：客戶對防腐要求的認(rèn)可年限分別集中的是5年外觀無表面銹蝕和10年內(nèi)腔無穿孔銹蝕。

1 車身防腐工藝驗(yàn)證

車身腐蝕主要包括外觀腐蝕和內(nèi)腔腐蝕。

外觀腐蝕是在不對整車進(jìn)行拆解的情況下可觀察到的局部區(qū)域生銹現(xiàn)象，生銹部位主要集中在車身外表面、門蓋內(nèi)表面、發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)、后圍流水槽、車身底板等區(qū)域。

內(nèi)腔腐蝕主要是車身腔體內(nèi)由于電泳膜厚較薄，防腐能力較差而導(dǎo)致的生銹現(xiàn)象，并且銹蝕會不斷加速和延伸，最終導(dǎo)致大面積銹穿現(xiàn)象，生銹部位一般集中在腐蝕環(huán)境較為惡劣的門檻、側(cè)圍腰線以下以及輪包等區(qū)域。

車身防腐工藝驗(yàn)證工作主要圍繞內(nèi)腔腐蝕和外觀腐蝕兩方面開展工作。

1.1 車身內(nèi)腔防腐工藝驗(yàn)證

車身內(nèi)腔防腐工藝驗(yàn)證的主要目的是：

（1）確認(rèn)涂裝前處理電泳的工藝參數(shù)是否可以滿足防腐要求;

（2）確認(rèn)車身防腐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理，包括排氣設(shè)計(jì)、排液設(shè)計(jì)、電泳通電設(shè)計(jì)等等。

車身內(nèi)腔防腐驗(yàn)證的方法主要是通過電泳車身拆解，對各檢測點(diǎn)進(jìn)行電泳膜厚檢測，確認(rèn)膜厚是否達(dá)到防腐標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.1.1 車身內(nèi)腔膜厚檢測標(biāo)準(zhǔn)下發(fā)

不同車型的尺寸存在較大差異，車身結(jié)構(gòu)也存在不同。針對每一款新車型都會根據(jù)車身尺寸，對內(nèi)腔不同位置的電泳膜厚檢測點(diǎn)進(jìn)行規(guī)范并下發(fā)，統(tǒng)一檢測點(diǎn)。

每款車型的車身內(nèi)腔膜厚檢測標(biāo)準(zhǔn)中都包含了車身不同區(qū)域的腐蝕等級、不同腐蝕等級的電泳膜厚要求、車身不同檢測部位的檢測點(diǎn)數(shù)量以及具體檢測位置的標(biāo)示，如圖1所示。

所有車型內(nèi)腔電泳膜厚達(dá)標(biāo)率目標(biāo)要求是99%。

1.1.2 電泳工藝驗(yàn)證

新車型在進(jìn)行涂裝電泳前，需要對電泳的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，對于槽液的組成方面包括固體份、灰份、MEQ和有機(jī)含量等按照正常工藝控制，槽液特性方面包括PH值和電導(dǎo)率等按照正常工藝控制，對于電泳條件包括槽液溫度、電泳電壓和電泳時(shí)間等這些因素需要在新車型防腐驗(yàn)證過程中重點(diǎn)關(guān)注并驗(yàn)證。根據(jù)前期新車型電泳防腐工藝驗(yàn)證的經(jīng)驗(yàn)，前處理電泳的機(jī)械化方式、電泳施工電壓以及電泳時(shí)間是對車身內(nèi)腔成膜影響最大的工藝參數(shù)。

前處理電泳的機(jī)械化方式主要是對車身的排氣性影響比較大，在前期數(shù)據(jù)工藝審查過程中已經(jīng)根據(jù)現(xiàn)場的機(jī)械化方式對可能集氣的位置進(jìn)行識別，并通過設(shè)計(jì)排氣孔或者導(dǎo)流槽的方式將氣體排出，驗(yàn)證時(shí)對車身集氣點(diǎn)進(jìn)行排查和識別，如果發(fā)現(xiàn)集氣的問題需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化或者采用鍍鋅板的方式進(jìn)行解決。

電泳電壓的驗(yàn)證，不能僅僅參考施工電壓，應(yīng)該驗(yàn)證車身電泳過程的實(shí)際電壓，需要通過電泳電壓測量工具在車身電泳過程中對車身各位置的電壓進(jìn)行檢測，得出車身各位置不同時(shí)間段的實(shí)際電壓值，如圖2所示。從圖2中可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場施工的額定電壓設(shè)計(jì)為290V，但車身各位置的電壓由于壓損最大只有232V，有些位置最大只有148V，這也和車身與陽極的相對位置有關(guān)。

對于車身各位置電壓較小的問題，實(shí)際驗(yàn)證過程中主要排查兩個(gè)方面，一方面排查電泳整流器是否存在部分損壞，這會直接導(dǎo)致實(shí)際輸出電壓的降低，從而導(dǎo)致車身電壓的減少。另一方面主要排查陽極管以及陽極膜是否存在破損等問題，這會增加壓損降低車身實(shí)際電壓值。

電泳時(shí)間對于車身內(nèi)腔膜厚的影響是非常明顯的，電泳時(shí)間越長，車身內(nèi)腔電泳膜厚越高。在實(shí)際對車身內(nèi)腔防腐進(jìn)行工藝驗(yàn)證的過程中，對電泳時(shí)間的驗(yàn)證和優(yōu)化經(jīng)常被忽視，在出現(xiàn)內(nèi)腔電泳膜厚不達(dá)標(biāo)的情況下，經(jīng)常是通過提升電泳電壓、增加電泳通電孔、提升電泳漆的泳透率等方式來提升內(nèi)腔電泳膜厚。但對于一些車身較大的車體來說，電泳時(shí)間影響非常大。在實(shí)際的工藝驗(yàn)證過程中，針對某一款車身較大的車型，由于內(nèi)腔電泳膜厚不達(dá)標(biāo)，尤其是車身后半部分，電泳膜厚更低。一開始采用提升電壓、增加電泳通電孔等的方法，但是改善不明顯。后來采用延長電泳時(shí)間的方法，將電泳時(shí)間由168s提升到240s，拆車后發(fā)現(xiàn)效果非常明顯，如圖3數(shù)據(jù)對比所示。延長電泳時(shí)間不是一定要通過降低鏈速等犧牲節(jié)拍的方法來實(shí)現(xiàn)，也可以將通過將車身出槽斷電改成帶電出槽的方式，這樣可以延長車身后半部分的電泳時(shí)間，提升后半部分內(nèi)腔電泳膜厚。

1.1.3 電泳車身拆解檢測

確定需要拆解的電泳車身后，需要跟蹤和記錄本臺車身的相關(guān)工藝參數(shù)，并通過插鋼條的方法，如圖4所示，確認(rèn)內(nèi)腔的實(shí)際泳透效果。

電泳車身拆解完成后，按照檢測標(biāo)準(zhǔn)對車身內(nèi)腔各區(qū)域進(jìn)行膜厚檢測并記錄。如圖5所示。對于電泳膜厚不達(dá)標(biāo)的區(qū)域，分析原因并制定整改措施，在下輪驗(yàn)證過程中體現(xiàn)并確認(rèn)整改效果。按照此循環(huán)，一直整改到車身內(nèi)腔電泳膜厚達(dá)標(biāo)后閉環(huán)固化。

1.2 車身外觀防腐工藝驗(yàn)證

車身外觀腐蝕工藝驗(yàn)證主要通過整車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)來開展。影響車身外觀腐蝕的因素不僅僅局限于涂裝，沖壓和焊裝的制造過程同樣對車身外觀腐蝕有很大影響。

1.2.1 沖壓影響

從整車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)車的一些腐蝕問題中可以發(fā)現(xiàn)止口銹蝕占據(jù)很大比例，這其中的一部分原因是沖壓鈑金件毛刺較大所致。在生產(chǎn)過程中很多鈑金件存在不同高度的毛刺，如圖6所示，這些高低不一的毛刺會讓鈑金切邊邊緣漆膜覆蓋效果變差從而產(chǎn)生腐蝕，如圖7所示。

對于沖壓鈑金件止口毛刺問題，首先要求沖壓在模具調(diào)試過程中，按照止口毛刺高度小于0.1mm的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)試控制，模具調(diào)試后仍然無法達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)的則需要對止口進(jìn)行打磨處理。根據(jù)各沖壓件模具調(diào)試的毛刺狀態(tài)，同時(shí)結(jié)合海南試驗(yàn)車的腐蝕結(jié)果，制定出沖壓件毛刺打磨清單，如圖8所示，按照打磨清單制定工藝文件固化執(zhí)行。

1.2.2 焊接影響

焊裝制造過程中對車身外觀腐蝕的影響主要集中在焊點(diǎn)毛刺、焊渣以及拼焊焊縫未焊實(shí)等問題。

焊接制造過程中產(chǎn)生的焊渣以及焊點(diǎn)上的毛刺較大都會導(dǎo)致生銹的產(chǎn)生，如圖9所示。針對這些問題需要焊裝在制造一方面調(diào)試工藝參數(shù)保證焊點(diǎn)毛刺的減少，同時(shí)對于焊接過程中產(chǎn)生的焊渣要及時(shí)打磨處理，通過工藝文件約束并固化。

門框上的拼焊導(dǎo)致縫隙的產(chǎn)生，也會誘發(fā)銹蝕產(chǎn)生，如圖10所示，通過工藝優(yōu)化采用滿焊的方式填補(bǔ)拼焊縫隙，滿焊后進(jìn)行表面打磨，如圖11所示。

1.2.3 涂裝影響

涂裝對于外觀腐蝕的影響主要是由于涂膠方式不對、涂膠未密封嚴(yán)實(shí)以及未涂膠等導(dǎo)致的搭接邊銹蝕。

車身有些外露區(qū)域?yàn)榱嗣烙^，采用刮膠的方式，但是刮膠后膠面對止口毛刺的覆蓋力減弱，止口容易產(chǎn)生銹蝕。對外露區(qū)域在不影響美觀的前提下盡量采用直接打膠或者刷膠的方式，避免止口銹蝕，如圖12所示。

車身裙邊膠可以起到保護(hù)裙邊被石擊后導(dǎo)致的銹蝕，但是在實(shí)際噴涂裙邊過程中，由于未完全覆蓋到裙邊立面的區(qū)域，導(dǎo)致被石擊產(chǎn)生點(diǎn)銹，如圖13所示。涂裝針對此問題優(yōu)化裙邊機(jī)器人仿形，將噴涂扇面調(diào)整，保證對裙邊立面的覆蓋，避免此處的石擊銹蝕。

2 防腐驗(yàn)證數(shù)據(jù)庫建立

每款車型的工藝驗(yàn)證數(shù)據(jù)以及腐蝕試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果都需要通過數(shù)據(jù)庫方式進(jìn)行歸納總結(jié)，如圖14所示，針對不同的問題以及最終的解決方案需在數(shù)據(jù)庫中詳細(xì)說明，為后期車型的開發(fā)提供借鑒和參考，提前在車身設(shè)計(jì)以及工藝設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行規(guī)避，降低新車型的開發(fā)成本和周期。

3結(jié)語

新車型開發(fā)過程中的防腐工藝驗(yàn)證，既包括對車身內(nèi)腔防腐的工藝驗(yàn)證，也包括對車身外觀腐蝕的工藝驗(yàn)證。

對于車身內(nèi)腔的腐蝕驗(yàn)證主要通過電泳車身拆解去檢測各檢測點(diǎn)的膜厚，識別不達(dá)標(biāo)的位置，通過車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化，工藝參數(shù)調(diào)整，包括對電泳電壓、電泳時(shí)間以及其材料的提升等一系列整改方案，經(jīng)過多輪驗(yàn)證拆解，最終達(dá)到內(nèi)腔膜厚達(dá)標(biāo)的目的。最后通過整車道路強(qiáng)化腐蝕試驗(yàn)驗(yàn)證拆解，確認(rèn)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)下的內(nèi)腔防腐狀態(tài)，并持續(xù)對問題進(jìn)行改進(jìn)閉環(huán)。

對于車身外觀腐蝕驗(yàn)證，不能局限在涂裝分析整改，沖壓與焊裝的制造過程對外觀腐蝕的影響更大，主要是制造過程中產(chǎn)生的毛刺、焊渣、焊接方式等問題導(dǎo)致的銹蝕，涂裝主要體現(xiàn)在涂膠方式不對、涂膠不到位、未涂膠等問題引起的腐蝕，都可以通過工藝優(yōu)化或者仿形優(yōu)化的方式加以解決。

無論是車身外觀腐蝕還是內(nèi)腔腐蝕，通過不斷的經(jīng)驗(yàn)積累，數(shù)據(jù)庫建立，逐漸建立規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，在產(chǎn)品開發(fā)前期充分地識別并對通過數(shù)據(jù)優(yōu)化來減少后期的腐蝕問題，在節(jié)約成本的同時(shí)可以大大降低開發(fā)周期，為公司創(chuàng)造更多的效益。