空腔防腐蜡的应用

李文鹏，李春建，孙文俊 （吉利汽车研究总院整车试制中心，浙江宁波 315336）

0 引言

近年来，随着我国汽车工业自主品牌的飞速发展，产品质量及定位也锁定高端全球化发展，销售区域遍布全球。为保证车辆品质，车身防腐一直是不可忽视的重要问题。部分发达国家已经制定了相应的法规，对在其市场上销售的车辆的防腐能力提出了相关要求，如车身5 a无锈蚀现象，10 a无穿孔腐蚀等。车身内腔应用空腔防腐蜡，目的是在空腔夹缝等电泳漆不能到达或者漆膜不均匀的位置，起到隔绝空气和水汽的作用，从而达到防腐效果。采用空腔防腐蜡进行车身防腐保护，已被认为是汽车防腐行之有效的方法之一。

1 腐蚀机理

金属最基本的两个腐蚀机理为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，即在水的存在下，铁原子发生可逆的溶解反应，然后继续与水中的氢离子和氧气反应就产生了金属腐蚀。

根据腐蚀的机理、部位、原因及环境条件等，可将其分为很多类型。汽车车身腐蚀类型主要分为电腐蚀、化学腐蚀、缝隙腐蚀和穿孔腐蚀等，其中缝隙腐蚀是指车身各种钣金搭接缝隙部位的生锈现象，这种腐蚀现象危害严重且比较普遍。

2 防腐蜡的材料组成

目前防腐蜡大致可分为两种：溶剂型防腐蜡和水性防腐蜡。溶剂型防腐蜡固含量在40%～70%，主要通过溶剂挥发成膜固化，固化过程中会产生VOC（挥发性有机化合物）。水性防腐蜡是指水经特殊处理形成亲油基团作为水包油型的乳化体系，基础石蜡、防锈剂、添加剂、乳化剂等作为分散介质分散于其中，其固含量与溶剂型防腐蜡大体相当，为40%～60%。水性防腐蜡乳化体系的稳定性对其最终的防锈性能有着至关重要的影响，在贮存和运输过程中要注意保护乳化体系不被破坏。

3 防腐蜡施工工艺

3.1 喷蜡工艺

空腔对增加车身强度和减轻车身质量起到非常重要的作用。整车的空腔喷蜡部位有几十个，主要分布在前横梁、前纵梁、A 柱、B柱、C柱、上下边梁、后横梁、后纵梁、发动机盖、四门内腔、行李舱盖内腔、所有车轮罩及其他所有出现空腔的地方。按车身喷蜡部位来确定符合人机工程的高、低工位，如图1所示。高工位是将车体悬挂至半空，以便操作人员对车身底板处部件进行喷蜡；低工位指操作人员与车体处于同一水平的工位。

图1 喷蜡时高、低工位的示意图Figure 1 Schematic diagram of high and low station during wax spraying

喷蜡的工艺流程如下：预处理→喷蜡→自干→去除余蜡→装孔塞→总装。

在喷蜡预处理时，输送链将车身输送至相应的工位，用橡胶塞堵上门槛或底板处的工艺孔。从底部横梁、纵梁、门槛边梁、立柱、门边、前盖、后盖等部位进行喷涂，喷涂蜡膜厚度一般为100～200 μm。在室温条件下，蜡膜首先进行自干，再用无纺布擦去多余的蜡。堵上四门、底部边梁等处的注蜡孔，检查合格后送至总装线。在随着车身行进时，防腐蜡逐渐流淌和渗透，小部分蜡从沥液孔或未堵塞的装配孔流出，滴落在生产线上，对车身和车间的5S管理造成一定的影响，需要在操作完成及总装、分装四门时确认并及时清理。

3.2 注蜡工艺

完成喷涂的车身经过预热烘房时，对车身进行全方位加热，使用精准的注蜡装置进行注蜡，注蜡后倾斜滴蜡。注蜡后会在车身空腔壁形成一层≥30 μm的蜡膜，蜡的消耗量约2.0 kg/台。

注蜡工艺特性：（1）工艺温度115～120 ℃，循环使用 ；（2）熔点＞89 ℃、凝固点＞69 ℃、燃点接近于250 ℃；（3）良好的渗透性，可以渗透进缝隙及凹槽中；（4）永久的附着性，在-35 ℃低温下不脱落。

注蜡的工艺流程如下：车身预热→注蜡→倾斜滴蜡→总装。注蜡工艺示意图如图2所示。

注蜡的工艺要求：（1）各工艺注蜡孔要正确密封，封盖须严且牢固；（2）封堵完全，不能遗漏；（3）必须检查封堵情况并做好清洁工作；（4）检查注蜡喷嘴的磨损情况，密封头和动作气缸完好；（5）确保螺纹接口部分无蜡；（6）保持工作区域清洁无蜡。

图2 注蜡工艺示意图Figure 2 Schematic diagram of pouring wax process

3.3 现场应用注意事项

3.3.1 喷蜡喷枪/喷嘴的维护

（1）换班或放假时，需根据所选空腔防腐蜡的材料类型（溶剂型/水性）选用溶剂或干净的流水清洗喷嘴，然后擦干或吹干（浸泡亦可）。不能使用对金属有腐蚀性的强碱性清洗剂清洗。对于大批量的流水线生产，两班倒生产基本为连续生产，喷嘴可不拧下来浸泡，生产结束时将喷嘴擦拭干净即可。（2）当喷嘴被堵塞时，可用软木针疏通，绝不可用钢针等硬物疏通，注意一定不要碰到喷嘴。（3）在暂停工作时，应将喷枪头浸入溶剂或净水中，以防止防腐蜡固化，堵塞喷嘴。（4）喷枪使用过程中，不能碰撞被涂物，也不能随便拆卸。

3.3.2 注蜡系统存在的问题

空腔注蜡系统实现了车身注蜡的自动化，相比手工注蜡具有注蜡稳定、注蜡量控制精准的特点。但注蜡系统存在以下问题：

（1） 车身表面“蜡雾”问题：蜡雾通过注蜡循环风系统、排风系统过滤并排出，如果循环风系统、排风系统的效率不足，蜡分子无法及时过滤并排出，就会有部分蜡分子吸附在车身表面形成“蜡雾”。“蜡雾”的存在会增加擦蜡工人的劳动强度，间接影响生产节拍，增加成本。

（2） 注蜡头的损坏问题：注蜡用的注蜡头与密封头的材质均为耐高温发泡塑料板，车身下降注蜡时与注蜡头直接接触，注蜡头承受车身与吊具的重力，累积压缩后注蜡头表面会出现细微裂纹，一旦出现裂纹需及时更换注蜡头。

（3） 注蜡波纹管破裂问题：注蜡波纹管材质为不锈铁，厚度约0.8 mm。在注蜡过程中注蜡管经历长时间的承压与拉伸会产生应力集中，造成注蜡管破裂。破裂处喷射出的蜡附着在车身外表面会形成“蜡点”。

4 结语

汽车空腔防腐蜡防锈工艺已经在我国汽车生产中广泛应用，空腔防腐蜡施工作为车身防腐的重要工序，对整车的防腐性能有着重要影响。水性蜡相对于传统溶剂型蜡，最大的优势体现在环保方面。随着其工艺逐渐成熟及环保、整车气味性等要求的提高，水性蜡将被更多的主机厂认可并广泛应用。空腔注蜡系统自动化程度高，注蜡点精准、注蜡量控制精确。

汽车车身各种防腐蜡工艺的使用为提高其防腐性提供了有力的保障，应根据车型实际性能要求和防腐试验的验证结果确定喷蜡部位，以合理的施工工艺实现车身防腐性能的最大提升。