1引言

隨著社會經濟發展水平的提升，人們的生活質量得到了改善，在生活方式方面產生了巨大的變化，其中，汽車作為人們的日常交通工具之一，需求量不斷攀升，行業內的競爭也愈發激烈。與此同時，人們對于汽車質量的標準也在逐漸提升，而車身涂裝的反腐功能作為車身的核心組成部分之一，更加受到人們的重視。因此，必須進一步提升汽車車身反腐電泳設備工藝的技術水平與應用水平，為汽車用戶提供高質量的防腐服務。

汽車最為日常的交通工具，其在市場中的價值定位與自身的使用周期有著密不可分的聯系。在汽車的設計過程中，防腐設計是提升汽車使用周期的有效應對方式，具體來說則是針對汽車車身中外觀腐蝕、結構腐蝕和穿孔腐蝕等腐蝕問題進行處理。汽車車身中的外觀腐蝕問題將會直接影響到汽車的外觀，破壞汽車的視覺效果，而結構腐蝕問題則是發生在汽車的車身的結構件中，對于汽車結構的安全性與穩定性來說很有威脅性，是減少汽車使用周期的主要原因之一。最后是穿孔腐蝕，穿孔腐蝕通常發生在汽車車身的內腔與外部接縫處，這些區域由于自身的特殊性在防腐處理上相對較弱，因此更容易遭到腐蝕，穿孔腐蝕的初期所產生的影響并不明顯，但持續腐蝕將會導致銹蝕穿孔的問題，對汽車車身造成嚴重損害。

目前，汽車研發中車身防腐方面的設計主要以虛擬開發、結構設計、虛擬仿真驗證以及實物驗證幾個部分組成，其中，實物驗證是最為核心的環節。為確保汽車車身防腐工藝能夠達到用戶的使用需求，必須在實物驗證環節中針對汽車的車身結構、制造工藝等進行多次驗證，并且在驗證時也應采用綜合性的驗證方式，確保防腐設計符合防腐標準電泳設備，避免車輛在后續的使用過程中出現腐蝕問題。

20世紀80年代，同步工程作為車輛防腐性能的核心助力之一在業內迅速推廣，覆蓋了大部分車輛的結構設計。同步工程（Simultaneous Engineering）是一項綜合性的技術工程，它能夠實現產品研發過程的集中處理，同時還提供了能夠并行的體系化系統模式，在一定程度上提升了汽車研發和制造的效率。此外，同步工程還將大量新型技術融入到了車身內腔結構的防腐工藝中，如CAS、CAD、CAE以及CAM技術等，從技術層面提升了車身設計中防腐工藝的綜合水平，為未來防腐工藝的發展提供了廣闊的改良空間[1]。

同步工程具體來說則是在研發新型車身結構時針對其中結構設計問題進行一系列的測試，分為以下幾個步驟：（1）將研發的新型車型進行拆解，明確其中存在的結構缺陷或是設計問題；（2）將現存問題劃分為不同種類，重點解決對汽車生產過程有不利影響的部分。通過以上兩個環節，汽車車身研發與制造過程的綜合質量與水平得到了有效保障，車身的防水性、防銹性與抗腐蝕性等都能夠得到提升，對車輛防腐工藝的提升來說是有利的基礎條件。隨著汽車研發與制造行業的發展，業內的競爭愈發激烈，汽車公司逐漸意識到車身防腐工藝與車輛價值之間的重要聯系，對于同步工程的重視成都不斷提升，在未來汽車行業的發展過程中，同步工程依然會是車身設計中的核心部分[2]。

3.1 整體布置和外形設計

為確保轎車的抗腐蝕性，在進行轎車整體布置時也應予以一定的抗腐蝕處理，目前常見的處理方式是減少封閉區域的設施，盡可能地創造開放空間，保證車輛內部通風、散熱等需求能及時得到滿足，避免由于腐蝕介質堆積而造成腐蝕現象。

3.2 涂裝工藝泄液孔的設計

泄液孔是車身涂裝工藝中的設計環節，而這一部分對于車身防腐性能的提升來說也有著一定的積極意義。通常來說，在車身涂裝前處理電泳工藝中，車身將有15道工序在槽液中進行，對此，必須避免加工過程中不同工序間殘液滲漏的問題，否則將會導致嚴重的污染與腐蝕問題。常見的問題如下：

1）槽液間的污染破壞了原有槽液的功能，直接影響到其中車身加工的質量；

2）滲漏的槽液填充至車身內腔部分，難以進行后續的內腔防腐處理；

3）大量槽液堆積產生兜槽液現象，處理難度較高，提升了車輛的加工成本；

4）內腔由于受到槽液的影響，不能夠形成完整的電場效應，電泳過程出現缺陷，由此導致內腔的泳透力達不到防腐設計的標準。

因此，車輛內部安置泄液孔是很有必要的，但不可忽視的是，泄液孔的安置也需要注意以下幾個細節：

1）地板總成中的泄液孔必須分散安置于前、中、后三個環節中，且泄液孔應當控制在直徑30mm左右，確保其能夠發揮出自身功能；

2）門檻梁、車架縱梁A.B.C立柱及各封閉梁等部分的泄液孔應與地板區分開來，適當縮小泄液孔的直徑，15～25mm；

3）車門與車蓋的內板也應安置若干個6mm泄液孔。

泄液孔的安置原則并非一成不變的，應當依照相關汽車的使用需求與制造方案等實時調整，從而確保汽車車身制造加工的實際質量。

4 涂裝前處理電泳涂裝工藝

根據目前汽車研發與制造行業的實際狀況來看，在車身涂裝工藝中，陰極電泳底漆是最具防腐性能的車身涂裝，因此，如何將該涂裝正確應用于車身的前處理與涂裝環節中成為汽車公司需要解決的問題。

4.1 金屬銹蝕機理

原金屬發生氧化反應并以金屬氧化物的形式附著于表面，隨后對內部結構進行腐蝕，通常來說，汽車車身的金屬腐蝕現象即是這個原理。

而電化學腐蝕則是由于車身中復雜的金屬種類而產生了電位差，由此導致部分金屬失去了自身原本的正電荷離子并產生電化學腐蝕現象。

事實上，轎車作為日常使用的交通工具，其所面臨的使用環境也是復雜多樣的，而極端情況下轎車也不可避免地會受到影響，以下幾種情況為例：

1）濕氣的影響：在濕氣過重的情況下，車身中的泥沙、污垢等受到濕氣的影響難以脫落，逐漸堆積，然后與水分反應，不利于腐蝕現象的緩解；

2）濕度的影響：倘若汽車位于濕度相對較高的地區，車身中的腐蝕現象將會加速，對車身造成更為嚴重的影響；

3）溫度的影響：高溫環境下的空氣循環將會變慢，車身結構中空氣流通不好的區域將會受到腐蝕的進一步損害。

對于這些問題，涂裝前處理電泳涂裝工藝予以了科學有效的解決方案。具體來說則是通過電泳涂裝在汽車的車身表面中構建“保護層”，以磷化膜和底漆來降低車身表面與外部接觸的接觸頻率，從金屬腐蝕的機理上解決腐蝕問題。

4.2 前處理工藝

為確保汽車車身的實際質量能達到防腐的標準需求，汽車企業通常會在涂裝前處理中采用脫脂處理的方式來提升車身表面的防腐效果。

在車身前處理工藝中，磷化處理也是一種常見的防腐措施。磷化處理的原理是通過磷酸的離解反映在車身金屬表面上構建磷化膜，從而提升車身表面結構的附著力并提升抗腐蝕的能力。

4.3 電泳工藝

20世紀60年代，一些汽車公司開始使用電泳涂漆法來優化汽車車身的涂漆工藝，而這種技術也憑借自身的優勢特征迅速在業內推廣并普及。不僅如此，該工藝也在應用過程中不斷完善，20世紀70年代，陰極電泳在汽車涂漆中的應用逐漸普及，其在技術層面上的優勢遠超陽極電泳，發展至今已然成為汽車行業中不可替代的涂漆工藝。

陰極電泳涂裝所用的涂料多為水溶性涂料，在涂漆過程中主要負責車身鋼板外的表面和車底部分。通過對車身進行電解沉積處理，進而完成電泳涂漆的過程，具體流程如下：（1）將車身浸入電解槽內（重點把控電解槽內槽液固體分含量、MEQ與PH值等參數）；（2）使用超濾設備預制UF溶液，隨后使用UF溶液沖洗車身，尤其是夾縫、封閉梁等區域；（3）使用去離子水清洗車身，去除車身上的雜物；（4）以175～185℃的溫度對車身進行烘干處理，固化點焊密封膠，進一步強化車身的質量。

在汽車車身的涂裝過程中，涂裝設備的質量在很大程度上影響著車身的涂裝質量與水平，同時也是車身防腐性能的重要影響因素。依照目前汽車研發與制造行業的發展狀況來看，大多汽車公司采用電泳輸送前處理電泳設備，以德國DURR公司設計的RODIP-3輸送機系統，EISENMANN公司設計的Vario-Shuttle多功能穿梭式輸送機系統等先進涂裝工藝設備已然具備了較高的專業程度，是未來涂裝工藝發展過程中的核心設備支撐之一。

5.1 輸送機運行方式

以RODIP-3輸送機系統和Vario-Shuttle多功能穿梭式輸送機系統為例，這類先進的電泳輸送設備在運行方式方面整體相似，皆使用槽內反轉、擺動的形式進行涂裝。此類涂裝設備的工藝技術整體較為成熟，在進行汽車涂裝時有以下優勢特征：

1）與傳統的涂裝設備相比，該類設備從技術層面解決了原有的氣泡問題。在傳統涂裝設備的運行方式中，車身以傾斜45°的方式進入電解槽內，此時車身部分中存在的氣泡并不能得到處理，阻礙了電泳膜的涂裝，由此削減了車身的防腐性能。而RoDip-3技術則是通過360°反轉車身的方式全方面消除車身中的氣泡，為后續電泳膜的安置提供了基礎保障。

2）該類設備采用翻轉車身的方式出入電解槽，大幅度縮減了槽液的流動周期，降低了電泳漆與超濾液槽之間的接觸時間，進而達到控制超濾液槽中固體分含量的效果，最后在深度清洗車身的同時美化車輛外觀，提升汽車車身的綜合效果。

3）與普通涂裝設備相比，RoDip-3系統的外表面膜厚波動嚴格控制在1.5um以下，而非常規的4um，更薄的電泳漆薄膜厚度所帶來的提升時泳透率的增加，是提升車身防腐性能的有效途徑。

5.2 前處理電泳相關工藝設備

除去主要的前處理電泳工藝設備，電泳工藝的附屬設備也會影響到車身的防腐效果。以前處理除鐵屑系統、除油系統、磷化除渣系統以及RO系統等設備為首的配套工藝設備一方面能夠協助核心工藝設備運行，清除電解槽液中的雜質，另一方面則是提升車身脫磷、磷化過程的實際效果，避免由于質量問題而影響到電泳涂裝的綜合性能，尤其是車身的防腐能力。

6.1 電泳液防腐

根據目前汽車研發與制造行業對于車身防腐的發展狀況來看，電泳液防腐仍是汽車涂裝過程中提升防腐性能的首要途徑。在過去的涂裝應用過程中，大多汽車公司采用陽電脈來進行汽車電泳液的涂裝，但隨著陰極電泳的出現，陽電泳的缺陷愈發突出，逐漸被陰電泳所替代。陰電泳防腐的運行原理是使用陽離子作為涂抹離子，攜帶正電，而工件則作為陰極與涂抹離子配合運行，最后由涂抹離子沉積構成電泳膜，也就是陰電泳。在電泳液防腐的實際落實過程中，操作人員會將車身直接浸入電泳槽中，采用浸涂的方式進行防腐涂裝。電泳池中通常采用直流電場的方式引導電泳樹脂向車身移動，進而構成相對均勻的保護膜。需要注意的是，由于車身的結構復雜多樣，即使使用浸涂的方式也不能夠實現車身結構的全方面覆蓋，此時應安置一定的電泳液孔幫助電泳血液流動，進而覆蓋到更多的結構區域。

6.2 防護蠟防腐

隨著汽車工藝的提升，車身防腐的方式也逐漸走向多元化，防護蠟防腐也逐漸成為主要的防腐方式之一。在防腐蠟的使用過程中，操作人員大多使用噴臘或是注蠟的方式來對車身結構構件和表面、內腔等部分進行處理，與電泳漆相互配合，主要負責電泳涂裝中無法覆蓋的區域。常用的加溫注蠟和灌蠟工藝如下：

加溫注蠟工藝：前處理→注蠟→烘干→曬干→去除余蠟→堵孔→總裝。在此過程中，操作人員應當把控各個環節中的溫度，將蠟液加熱溫度控制在50℃上下，噴嘴的溫度為30℃左右，烘干溫度則為60攝氏度。需要注意的是，部分注蠟工藝在室溫環境下進行，此時應當適當調整工藝流程，以“自干”替代原有的“烘干”與“曬干”。

內腔灌蠟工藝：前處理→車門噴蠟→車體加溫→灌蠟→瀝蠟→冷卻→去除余蠟→堵孔→總裝。該工藝在我國的車輛使用中針對性較強，僅供轎車使用。

7.1 噴涂防腐劑防腐

隨著人們生活水平的提升與交通網絡的完善，車輛的使用愈發頻繁，而道路的交通狀況也變得更加復雜，由此導致交通事故的發生頻率也有所提升，此時，汽車修復的重要性愈發凸顯，而在汽車修復的環節中，車輛防腐也是的環節。通常來說，車輛修復時會采用介子機、二氧化碳氣體保護焊機、打磨機等操作設備，而這些設備將直接破壞車輛原有的防腐涂層，讓車身部分區域喪失防腐功能，被腐蝕的風險顯著增加，為日后的形成安全形成了安全隱患。對此，在進行汽車修復時，應當及時使用防腐劑等工具來修復防腐涂層，讓車身具備更完善防腐功能。需要注意的是，防腐劑噴涂完成后不可忽視密封膜、裝飾板、密封條等配件的安裝，恢復車輛原有的狀態。

7.2 噴涂防腐底漆

在汽車車身發生損壞時，內表面的防腐涂層也會發生一定的損傷，對內腔的使用安全來說是極為不利的，對此，也應當使用防腐底漆對內表面進行噴涂，修復被破壞的外表面。與外表面不同的是，內表面的噴涂更為復雜、繁瑣，往往需要借助不同的工具或是器械來協助噴涂，由此才能達到噴涂的效果。

通常來說，汽車修復工作中的涂裝工作可分為三個階段：底漆、中漆、面漆，具體流程如下：前處理→磷化→清洗干燥→底漆→干燥→膩子粗刮→膩子細刮→中涂→修整一面漆→分色。其中，底漆的意義在于提供最基礎的涂漆功能，為中期和面漆提供便利，而中期則主要是協助底漆與面漆進行結合，面漆則更多是為了完善涂漆的外觀，避免由于后期涂裝而破壞車輛的整體外觀[3]。

綜上所示，隨著社會經濟發展水平的提升，人們對于交通運輸的需求更為嚴苛，而汽車涂裝中防腐工藝的使用也變得更為重要，其在現代汽車的加工制造環節中起到了至關重要的作用，一方面強化了汽車車身的防腐性能，降低了腐蝕的風險與危害，延長了汽車的使用壽命，另一方面則是通過涂裝對外觀的修飾改善汽車車身的外觀，更具美觀性，是提升汽車綜合質量的有效途徑。但幾年來，科技的進步和工藝的提升也進一步加劇了業內的競爭，這汽車車身涂裝工藝在防腐工藝應用方面帶來了新的機遇與挑戰，如何在保障原有防腐性能的同時降低能耗、順應環保等問題不斷涌現，對此，汽車公司不能夠放松警惕，必須不斷提升啟程防腐工藝的技術與水平，共同助力汽車行業的可持續發展。