車身修補涂裝的防腐蝕分析

楊誠

摘 要：汽車車身修補涂裝是目前汽車修理工作的主要組成部分，要想獲得良好的涂裝質量和涂裝效果，車身金屬構件的防腐處理具有決定性的作用。本文從汽車修補涂裝車身腐蝕帶來的不良后果、車身產(chǎn)生銹蝕的原因分析以及修補涂裝提高防腐能力的措施三個方面進行論述。

關鍵詞：修補涂裝 腐蝕 涂層 底漆 羽狀邊 措施

汽車的車身涂裝分為原廠涂裝和修補涂裝兩種。原廠涂裝是指汽車在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)所進行的涂裝。原廠涂裝嚴格按照生產(chǎn)的工藝完成，其相關工藝需要經(jīng)過酸洗、磷化處理、底漆層噴涂、中涂層噴涂以及面漆層噴涂等相關工序，因此金屬基材具有良好的抗腐蝕能力。修補涂裝通常是在車身漆面損傷后，對涂層進行修補的涂裝，在修補涂裝時，往往因為所使用的涂料差異、技術、成本、設備條件等因素的限制，導致修補涂層的質量遠低于原廠涂裝，導致修補涂裝的金屬基材在防腐控制等方面存在諸多問題。原廠涂裝與修補涂裝的具體差異見表1。本文以車身金屬基材防腐措施入手，深入討論車身修補涂裝中的防腐方法，以及因為防腐措施不足造成的基材不良后果。

1 車身腐蝕后果

車身可以分為承載式車身和非承載式車身，無論哪種類型都是車輛的主要構件，是整車的骨架，起到承載、密封形成車內空間等作用。當車身覆蓋件發(fā)生腐蝕（圖1）后不僅嚴重影響車身的美觀，還會因為金屬覆蓋件的銹蝕穿孔，導致車內內部的電器設備發(fā)生故障而損壞。車架構件發(fā)生腐蝕（圖2）后會導致車架因剛度下降而發(fā)生變形，對車輛的轉向、制動等系統(tǒng)的正常工作產(chǎn)生不良影響。嚴重的將會因為車架的力學性能全面下降對車輛安全性產(chǎn)生很大影響。

腐蝕可分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩種類型?；瘜W腐蝕是指金屬與空氣中的氧氣等發(fā)生化學反應而形成金屬氧化物的過程，汽車原廠涂裝損傷的過程往往都是伴隨碰撞、刮擦等行為的后果，在車輛具有這些行為時都會導致金屬構件發(fā)生變形、表面粗糙度下降。表面粗糙度的下降會進一步加劇金屬構件的腐蝕。電化學腐蝕是指金屬或合金接觸到電解質溶液發(fā)生原電池反應，比較活潑的金屬被氧化而有電流伴生的腐蝕，叫做電化學腐蝕。汽車的使用環(huán)境對汽車涂裝的耐候性有著極高的要求，但是在漆膜損傷后，對金屬件的保護作用就減弱甚至失去保護作用，在雨雪天氣電化學腐蝕表現(xiàn)得更加明顯，尤其是在冬季雪后，路面上大量使用融雪鹽，對裸露的金屬腐蝕更加嚴重。

2 車身腐蝕的原因分析

車身腐蝕的原因從漆面的來源可以分為兩大類：原廠涂裝車身腐蝕和修補涂裝車身腐蝕。原廠涂裝車身腐蝕的主要原因有：1.金屬材料本身問題;2.防銹底漆質量問題;3.在防銹底漆施工的前處理環(huán)節(jié)存在問題;4.為了降低成本，減少了相關工序，如使用鍍鋅板材、空腔注蠟（圖3）等。汽車在修補涂裝后出現(xiàn)金屬件的腐蝕大部分的原因是施工工藝不規(guī)范和所使用的劣質涂裝產(chǎn)品所導致。本文將重點討論造成車身在修補涂裝后所導致的構件銹蝕的原因。

2.1 基材的前處理

金屬基材在進行涂裝前必須要進行除銹。構件如果不除銹就進行噴涂，會導致生銹部位產(chǎn)生鼓包，不平整等現(xiàn)象，這樣的涂裝效果在裝飾性要求較高的汽車上，顯然是不合格的涂裝。另外，由于噴涂后，涂料不是附著在金屬基材上而是在銹跡上，因此，涂層與金屬間的結合力下降，經(jīng)過一段時間后涂層會從基材上脫落。

基材的前處理環(huán)節(jié)還包含除油、除塵操作。金屬基材上塵點會影響涂料在基材上的附著力，不僅會導致涂層起包，脫落會影響涂裝的效果。油污會使涂料在金屬基材上的表面張力增加，導致涂膜出現(xiàn)“魚眼”涂裝缺陷。

2.2 缺少防腐底漆施工

嚴格地執(zhí)行修補涂裝流程是獲得良好涂裝的必要條件。底漆是位于基材中涂漆層中間的涂層，底漆起到基材與中涂漆層之間的粘接作用，使其上的涂層與基材之間牢固覆蓋。同時，底漆在基材表面形成的涂膜能夠有效的隔絕空氣、水、其他腐蝕物，起到防腐作用。目前，很多維修企業(yè)基于節(jié)約成本、縮短施工時間的考慮，往往忽略防腐底漆層的施工，給后期使用過程中的涂層及基材的防腐帶來隱患。中涂漆也是底漆的一種類型，中涂漆一般具有很好的隔離性能，能夠防止原子灰塵、防腐層中的不良物質滲出至漆面層而污染漆面，同時，中涂層也能夠阻止面漆層的溶劑向下進入底漆層而導致咬起脫落。

2.3 不同車身金屬基材問題

常見的車身材料主要有鋁合金車身和合金鋼車身兩種。這兩種車身材料都可以使用磷化底漆和環(huán)氧樹脂底漆作為防腐漆對基材進行涂覆。但是，由于鋁合金車身相較于碳鋼車身更容易氧化，因此在短時間內進行底漆施工可以選擇磷化底漆或者環(huán)氧樹脂底漆，但是基材處理后較長時間間隔進行底漆施工，因基材的氧化導致基材和底漆間的附著力下降，建議使用磷酸底漆進行防腐層的施工。

2.4 羽狀邊處理不合適

羽狀邊（圖4）是在修補區(qū)域的外圍涂層的邊緣上制作出一個具有足夠寬度且平滑的斜坡，使施涂的各涂層平滑過渡，增強涂層之間的附著力。通常對羽狀邊的寬度要求是不小于30mm，但在實際的操作中，很多羽狀邊不符合規(guī)范寬度，甚至小于10mm，這樣就使新舊涂膜之間的結合力下降，在長期使用的過程中，尤其是在外力作用下，新舊涂膜結合部位產(chǎn)生裂紋，空氣、水分通過細小裂紋滲入金屬基材，使金屬件發(fā)生銹蝕。

羽狀邊在制作時要求邊緣是平滑的，在操作中，加工出棱臺也會出現(xiàn)和羽狀邊寬度不足所產(chǎn)生的相同缺陷。

2.5 焊接部位處理不當

車身在焊接時所產(chǎn)生的高溫會導致鋼材中碳化物析出，相較于其他的加工方式更容易造成電化學腐蝕，焊接部位處于車身底部經(jīng)常與泥水接觸，會使金屬材料的抗蝕能力下降。另外，在焊接過程中由于熱變形等因素，在焊接部位始終存在焊接應力，進一步加速了焊接部位的腐蝕。為了防止焊接部位的腐蝕，通常需要對焊接部位進行涂裝前處理，處理后利用底漆進行防腐處理，也可以使用涂膠工藝（圖5）提高其抗腐蝕能力。

2.6 涂料問題

涂膜的性能對基材的保護作用起到至關重要的影響。主要包括：涂膜的韌性、涂膜的抗沖擊強度和涂膜的硬度三方面。

①涂膜的韌性。汽車在使用過程中，金屬構件都會產(chǎn)生應力，這就要求涂料具有一定的韌性，在薄板制成的覆蓋件上尤其明顯，在汽車行駛時，由于振動、空氣作用力或其他外力作用會導致薄板件會產(chǎn)生一定的變形，如果涂料的韌性較差，在外力作用下會使涂層產(chǎn)生細小裂紋，周而復始，裂紋逐漸擴展，金屬基材易發(fā)生腐蝕。

②涂膜的抗沖擊強度。汽車在行駛中很容易受到堅硬物體的沖擊，如道路上的石子。漆面必須具有一定的抗沖擊強度以抵檔沖擊能量，防止漆面出現(xiàn)裂紋、漆面剝落。

③涂膜的硬度。涂膜的硬度表征了涂膜具有的堅硬性。涂膜的硬度越高其漆面的抗劃傷能力就越強，因此對車身基材的保護能力也就越強。

汽車修補涂裝與原廠涂裝在工藝上的最大區(qū)別是，在修補涂裝中為了使底材表面達到平整、順滑的目的而在基材上施涂原子灰。原子灰有多種不同類型，普通原子灰適用于舊漆層和普通鋼板，若將普通原子灰施涂在鍍鋅鋼板、鋁板、經(jīng)磷化處理等基材上時會導致，層間附著力下降而產(chǎn)生裂紋。因此，在選用原子灰時必須考慮其與中涂漆、底漆之間的配套性，否則將會引起咬底、脫落、開裂等缺陷進而影響其防腐性能。

2.7 涂裝缺陷——咬底

汽車在涂裝中的缺陷有很多種類型，其中對材料防腐影響最大的就是咬底（圖6）。咬底是指涂裝上層涂料時，其涂料中的溶劑把下層涂膜軟化、溶脹，導致底層漆膜的附著力變差，導致底層涂膜起皺、揭底甚至剝離的現(xiàn)象。造成咬底現(xiàn)象的原因很多，例如：底漆未完全干燥就涂面漆，面漆中的溶劑極易將底漆溶解軟化，引起咬底。刷涂面漆時操作不迅速，反復刷涂次數(shù)過多則產(chǎn)生咬底現(xiàn)象。面漆過厚，干燥的時間過長，也有可能會出現(xiàn)“咬底”現(xiàn)象。面層涂料一次涂裝過厚，大量強溶劑滯留漆膜中，無法揮發(fā)，延長干燥時間。不同性質的油漆疊加使用，一般都會出現(xiàn)咬底的問題。比如，原來使用的是普通的醇酸清漆，現(xiàn)在刷硝基漆或者聚酯漆，則一定會出現(xiàn)咬底。

2.8 涂層開裂

涂層產(chǎn)生裂紋、開裂（圖7）是指在涂層表面上出現(xiàn)不同方向、不同長度以及不同寬度的裂縫。涂層出現(xiàn)開裂的主要原因包括：①環(huán)境氣候原因，如涂層經(jīng)歷冷熱、潮濕和干燥氣候的交替變化。②涂料的主要組成包括：油料、樹脂、顏料、稀釋劑等，在長時間存放后由于不同物質具有不同的密度而導致涂料分層，在噴涂前未充分攪拌將會導致涂層出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。③在噴涂時面漆層噴涂過厚。過厚的涂層在干燥成膜時會使涂層產(chǎn)生內應力，內應力致使涂層開裂。④涂層間不配套不適當，如面漆層的硬度高于底漆層。

2.9 噴涂施工問題

論文的前部分已經(jīng)涉及了一些在修補涂裝作業(yè)時施工工藝所導致基材腐蝕的分析，這里就噴涂過程的施工所引起的腐蝕進行分析。

①漆膜過厚。漆膜過厚產(chǎn)生的原因包括噴涂時噴漆流量過大、噴霧扇形過于窄小以及噴涂壓力不合適。

②在噴涂底漆或者面漆時，噴霧扇形選擇不當，噴涂壓力過高，噴涂距離過大形成干噴，干噴會導致涂層粘接不牢而剝落，涂層因失去保護作用而腐蝕基材。

③通常情況下噴漆房的進氣量應略大于排氣量，當噴漆房的排氣量大于進氣量時，涂膜會產(chǎn)生流掛、不均勻、裂紋等缺陷。

④烤漆房必須針對修補涂裝時所使用的不同涂料及所添加的輔料，設置在合適的工作溫度。設定的溫度不合適會導致涂膜出現(xiàn)裂紋及脫落等現(xiàn)象。

3 修補涂裝車身防腐措施

從上面的分析可以得出，車身金屬構件腐蝕的主要原因是金屬基材與空氣、水、其他的腐蝕介質相互接觸導致的。因此，要解決防腐問題最簡單的途徑就是將基材與外界環(huán)境相隔絕。要獲得良好的涂裝效果和質量，做好車身構件的防腐是基礎。提高車身防腐的主要措施包括以下幾點：

（一）在鈑金工作中以及防銹底漆施工前，盡可能的提高構件基材的表面粗糙度。

（二）在施工中嚴格按照工藝流程完成噴涂工作。

（三）在底漆施工前對金屬構件進行徹底的除銹、除油、除塵。

（四）制作合格的羽狀邊。

（五）選擇合適且與基材相配套的各層間涂料。

項目資助：2018jxtd007滁州職業(yè)技術學院汽車涂裝技術課程教學團隊。

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