空腔防腐蠟的應用

李文鵬，李春建，孫文俊 （吉利汽車研究總院整車試制中心，浙江寧波 315336）

0 引言

近年來，隨著我國汽車工業(yè)自主品牌的飛速發(fā)展，產品質量及定位也鎖定高端全球化發(fā)展，銷售區(qū)域遍布全球。為保證車輛品質，車身防腐一直是不可忽視的重要問題。部分發(fā)達國家已經制定了相應的法規(guī)，對在其市場上銷售的車輛的防腐能力提出了相關要求，如車身5 a無銹蝕現(xiàn)象，10 a無穿孔腐蝕等。車身內腔應用空腔防腐蠟，目的是在空腔夾縫等電泳漆不能到達或者漆膜不均勻的位置，起到隔絕空氣和水汽的作用，從而達到防腐效果。采用空腔防腐蠟進行車身防腐保護，已被認為是汽車防腐行之有效的方法之一。

1 腐蝕機理

金屬最基本的兩個腐蝕機理為吸氧腐蝕和析氫腐蝕，即在水的存在下，鐵原子發(fā)生可逆的溶解反應，然后繼續(xù)與水中的氫離子和氧氣反應就產生了金屬腐蝕。

根據(jù)腐蝕的機理、部位、原因及環(huán)境條件等，可將其分為很多類型。汽車車身腐蝕類型主要分為電腐蝕、化學腐蝕、縫隙腐蝕和穿孔腐蝕等，其中縫隙腐蝕是指車身各種鈑金搭接縫隙部位的生銹現(xiàn)象，這種腐蝕現(xiàn)象危害嚴重且比較普遍。

2 防腐蠟的材料組成

目前防腐蠟大致可分為兩種：溶劑型防腐蠟和水性防腐蠟。溶劑型防腐蠟固含量在40%～70%，主要通過溶劑揮發(fā)成膜固化，固化過程中會產生VOC（揮發(fā)性有機化合物）。水性防腐蠟是指水經特殊處理形成親油基團作為水包油型的乳化體系，基礎石蠟、防銹劑、添加劑、乳化劑等作為分散介質分散于其中，其固含量與溶劑型防腐蠟大體相當，為40%～60%。水性防腐蠟乳化體系的穩(wěn)定性對其最終的防銹性能有著至關重要的影響，在貯存和運輸過程中要注意保護乳化體系不被破壞。

3 防腐蠟施工工藝

3.1 噴蠟工藝

空腔對增加車身強度和減輕車身質量起到非常重要的作用。整車的空腔噴蠟部位有幾十個，主要分布在前橫梁、前縱梁、A 柱、B柱、C柱、上下邊梁、后橫梁、后縱梁、發(fā)動機蓋、四門內腔、行李艙蓋內腔、所有車輪罩及其他所有出現(xiàn)空腔的地方。按車身噴蠟部位來確定符合人機工程的高、低工位，如圖1所示。高工位是將車體懸掛至半空，以便操作人員對車身底板處部件進行噴蠟；低工位指操作人員與車體處于同一水平的工位。

圖1 噴蠟時高、低工位的示意圖Figure 1 Schematic diagram of high and low station during wax spraying

噴蠟的工藝流程如下：預處理→噴蠟→自干→去除余蠟→裝孔塞→總裝。

在噴蠟預處理時，輸送鏈將車身輸送至相應的工位，用橡膠塞堵上門檻或底板處的工藝孔。從底部橫梁、縱梁、門檻邊梁、立柱、門邊、前蓋、后蓋等部位進行噴涂，噴涂蠟膜厚度一般為100～200 μm。在室溫條件下，蠟膜首先進行自干，再用無紡布擦去多余的蠟。堵上四門、底部邊梁等處的注蠟孔，檢查合格后送至總裝線。在隨著車身行進時，防腐蠟逐漸流淌和滲透，小部分蠟從瀝液孔或未堵塞的裝配孔流出，滴落在生產線上，對車身和車間的5S管理造成一定的影響，需要在操作完成及總裝、分裝四門時確認并及時清理。

3.2 注蠟工藝

完成噴涂的車身經過預熱烘房時，對車身進行全方位加熱，使用精準的注蠟裝置進行注蠟，注蠟后傾斜滴蠟。注蠟后會在車身空腔壁形成一層≥30 μm的蠟膜，蠟的消耗量約2.0 kg/臺。

注蠟工藝特性：（1）工藝溫度115～120 ℃，循環(huán)使用 ；（2）熔點＞89 ℃、凝固點＞69 ℃、燃點接近于250 ℃；（3）良好的滲透性，可以滲透進縫隙及凹槽中；（4）永久的附著性，在-35 ℃低溫下不脫落。

注蠟的工藝流程如下：車身預熱→注蠟→傾斜滴蠟→總裝。注蠟工藝示意圖如圖2所示。

注蠟的工藝要求：（1）各工藝注蠟孔要正確密封，封蓋須嚴且牢固；（2）封堵完全，不能遺漏；（3）必須檢查封堵情況并做好清潔工作；（4）檢查注蠟噴嘴的磨損情況，密封頭和動作氣缸完好；（5）確保螺紋接口部分無蠟；（6）保持工作區(qū)域清潔無蠟。

圖2 注蠟工藝示意圖Figure 2 Schematic diagram of pouring wax process

3.3 現(xiàn)場應用注意事項

3.3.1 噴蠟噴槍/噴嘴的維護

（1）換班或放假時，需根據(jù)所選空腔防腐蠟的材料類型（溶劑型/水性）選用溶劑或干凈的流水清洗噴嘴，然后擦干或吹干（浸泡亦可）。不能使用對金屬有腐蝕性的強堿性清洗劑清洗。對于大批量的流水線生產，兩班倒生產基本為連續(xù)生產，噴嘴可不擰下來浸泡，生產結束時將噴嘴擦拭干凈即可。（2）當噴嘴被堵塞時，可用軟木針疏通，絕不可用鋼針等硬物疏通，注意一定不要碰到噴嘴。（3）在暫停工作時，應將噴槍頭浸入溶劑或凈水中，以防止防腐蠟固化，堵塞噴嘴。（4）噴槍使用過程中，不能碰撞被涂物，也不能隨便拆卸。

3.3.2 注蠟系統(tǒng)存在的問題

空腔注蠟系統(tǒng)實現(xiàn)了車身注蠟的自動化，相比手工注蠟具有注蠟穩(wěn)定、注蠟量控制精準的特點。但注蠟系統(tǒng)存在以下問題：

（1） 車身表面“蠟霧”問題：蠟霧通過注蠟循環(huán)風系統(tǒng)、排風系統(tǒng)過濾并排出，如果循環(huán)風系統(tǒng)、排風系統(tǒng)的效率不足，蠟分子無法及時過濾并排出，就會有部分蠟分子吸附在車身表面形成“蠟霧”。“蠟霧”的存在會增加擦蠟工人的勞動強度，間接影響生產節(jié)拍，增加成本。

（2） 注蠟頭的損壞問題：注蠟用的注蠟頭與密封頭的材質均為耐高溫發(fā)泡塑料板，車身下降注蠟時與注蠟頭直接接觸，注蠟頭承受車身與吊具的重力，累積壓縮后注蠟頭表面會出現(xiàn)細微裂紋，一旦出現(xiàn)裂紋需及時更換注蠟頭。

（3） 注蠟波紋管破裂問題：注蠟波紋管材質為不銹鐵，厚度約0.8 mm。在注蠟過程中注蠟管經歷長時間的承壓與拉伸會產生應力集中，造成注蠟管破裂。破裂處噴射出的蠟附著在車身外表面會形成“蠟點”。

4 結語

汽車空腔防腐蠟防銹工藝已經在我國汽車生產中廣泛應用，空腔防腐蠟施工作為車身防腐的重要工序，對整車的防腐性能有著重要影響。水性蠟相對于傳統(tǒng)溶劑型蠟，最大的優(yōu)勢體現(xiàn)在環(huán)保方面。隨著其工藝逐漸成熟及環(huán)保、整車氣味性等要求的提高，水性蠟將被更多的主機廠認可并廣泛應用?？涨蛔⑾炏到y(tǒng)自動化程度高，注蠟點精準、注蠟量控制精確。

汽車車身各種防腐蠟工藝的使用為提高其防腐性提供了有力的保障，應根據(jù)車型實際性能要求和防腐試驗的驗證結果確定噴蠟部位，以合理的施工工藝實現(xiàn)車身防腐性能的最大提升。