车身修补涂装的防腐蚀分析

杨诚

摘 要：汽车车身修补涂装是目前汽车修理工作的主要组成部分，要想获得良好的涂装质量和涂装效果，车身金属构件的防腐处理具有决定性的作用。本文从汽车修补涂装车身腐蚀带来的不良后果、车身产生锈蚀的原因分析以及修补涂装提高防腐能力的措施三个方面进行论述。

关键词：修补涂装 腐蚀 涂层 底漆 羽状边 措施

汽车的车身涂装分为原厂涂装和修补涂装两种。原厂涂装是指汽车在生产制造环节所进行的涂装。原厂涂装严格按照生产的工艺完成，其相关工艺需要经过酸洗、磷化处理、底漆层喷涂、中涂层喷涂以及面漆层喷涂等相关工序，因此金属基材具有良好的抗腐蚀能力。修补涂装通常是在车身漆面损伤后，对涂层进行修补的涂装，在修补涂装时，往往因为所使用的涂料差异、技术、成本、设备条件等因素的限制，导致修补涂层的质量远低于原厂涂装，导致修补涂装的金属基材在防腐控制等方面存在诸多问题。原廠涂装与修补涂装的具体差异见表1。本文以车身金属基材防腐措施入手，深入讨论车身修补涂装中的防腐方法，以及因为防腐措施不足造成的基材不良后果。

1 车身腐蚀后果

车身可以分为承载式车身和非承载式车身，无论哪种类型都是车辆的主要构件，是整车的骨架，起到承载、密封形成车内空间等作用。当车身覆盖件发生腐蚀（图1）后不仅严重影响车身的美观，还会因为金属覆盖件的锈蚀穿孔，导致车内内部的电器设备发生故障而损坏。车架构件发生腐蚀（图2）后会导致车架因刚度下降而发生变形，对车辆的转向、制动等系统的正常工作产生不良影响。严重的将会因为车架的力学性能全面下降对车辆安全性产生很大影响。

腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。化学腐蚀是指金属与空气中的氧气等发生化学反应而形成金属氧化物的过程，汽车原厂涂装损伤的过程往往都是伴随碰撞、刮擦等行为的后果，在车辆具有这些行为时都会导致金属构件发生变形、表面粗糙度下降。表面粗糙度的下降会进一步加剧金属构件的腐蚀。电化学腐蚀是指金属或合金接触到电解质溶液发生原电池反应，比较活泼的金属被氧化而有电流伴生的腐蚀，叫做电化学腐蚀。汽车的使用环境对汽车涂装的耐候性有着极高的要求，但是在漆膜损伤后，对金属件的保护作用就减弱甚至失去保护作用，在雨雪天气电化学腐蚀表现得更加明显，尤其是在冬季雪后，路面上大量使用融雪盐，对裸露的金属腐蚀更加严重。

2 车身腐蚀的原因分析

车身腐蚀的原因从漆面的来源可以分为两大类：原厂涂装车身腐蚀和修补涂装车身腐蚀。原厂涂装车身腐蚀的主要原因有：1.金属材料本身问题;2.防锈底漆质量问题;3.在防锈底漆施工的前处理环节存在问题;4.为了降低成本，减少了相关工序，如使用镀锌板材、空腔注蜡（图3）等。汽车在修补涂装后出现金属件的腐蚀大部分的原因是施工工艺不规范和所使用的劣质涂装产品所导致。本文将重点讨论造成车身在修补涂装后所导致的构件锈蚀的原因。

2.1 基材的前处理

金属基材在进行涂装前必须要进行除锈。构件如果不除锈就进行喷涂，会导致生锈部位产生鼓包，不平整等现象，这样的涂装效果在装饰性要求较高的汽车上，显然是不合格的涂装。另外，由于喷涂后，涂料不是附着在金属基材上而是在锈迹上，因此，涂层与金属间的结合力下降，经过一段时间后涂层会从基材上脱落。

基材的前处理环节还包含除油、除尘操作。金属基材上尘点会影响涂料在基材上的附着力，不仅会导致涂层起包，脱落会影响涂装的效果。油污会使涂料在金属基材上的表面张力增加，导致涂膜出现“鱼眼”涂装缺陷。

2.2 缺少防腐底漆施工

严格地执行修补涂装流程是获得良好涂装的必要条件。底漆是位于基材中涂漆层中间的涂层，底漆起到基材与中涂漆层之间的粘接作用，使其上的涂层与基材之间牢固覆盖。同时，底漆在基材表面形成的涂膜能够有效的隔绝空气、水、其他腐蚀物，起到防腐作用。目前，很多维修企业基于节约成本、缩短施工时间的考虑，往往忽略防腐底漆层的施工，给后期使用过程中的涂层及基材的防腐带来隐患。中涂漆也是底漆的一种类型，中涂漆一般具有很好的隔离性能，能够防止原子灰尘、防腐层中的不良物质渗出至漆面层而污染漆面，同时，中涂层也能够阻止面漆层的溶剂向下进入底漆层而导致咬起脱落。

2.3 不同车身金属基材问题

常见的车身材料主要有铝合金车身和合金钢车身两种。这两种车身材料都可以使用磷化底漆和环氧树脂底漆作为防腐漆对基材进行涂覆。但是，由于铝合金车身相较于碳钢车身更容易氧化，因此在短时间内进行底漆施工可以选择磷化底漆或者环氧树脂底漆，但是基材处理后较长时间间隔进行底漆施工，因基材的氧化导致基材和底漆间的附着力下降，建议使用磷酸底漆进行防腐层的施工。

2.4 羽状边处理不合适

羽状边（图4）是在修补区域的外围涂层的边缘上制作出一个具有足够宽度且平滑的斜坡，使施涂的各涂层平滑过渡，增强涂层之间的附着力。通常对羽状边的宽度要求是不小于30mm，但在实际的操作中，很多羽状边不符合规范宽度，甚至小于10mm，这样就使新旧涂膜之间的结合力下降，在长期使用的过程中，尤其是在外力作用下，新旧涂膜结合部位产生裂纹，空气、水分通过细小裂纹渗入金属基材，使金属件发生锈蚀。

羽状边在制作时要求边缘是平滑的，在操作中，加工出棱台也会出现和羽状边宽度不足所产生的相同缺陷。

2.5 焊接部位处理不当

车身在焊接时所产生的高温会导致钢材中碳化物析出，相较于其他的加工方式更容易造成电化学腐蚀，焊接部位处于车身底部经常与泥水接触，会使金属材料的抗蚀能力下降。另外，在焊接过程中由于热变形等因素，在焊接部位始终存在焊接应力，进一步加速了焊接部位的腐蚀。为了防止焊接部位的腐蚀，通常需要对焊接部位进行涂装前处理，处理后利用底漆进行防腐处理，也可以使用涂胶工艺（图5）提高其抗腐蚀能力。

2.6 涂料问题

涂膜的性能对基材的保护作用起到至关重要的影响。主要包括：涂膜的韧性、涂膜的抗冲击强度和涂膜的硬度三方面。

①涂膜的韧性。汽车在使用过程中，金属构件都会产生应力，这就要求涂料具有一定的韧性，在薄板制成的覆盖件上尤其明显，在汽车行驶时，由于振动、空气作用力或其他外力作用会导致薄板件会产生一定的变形，如果涂料的韧性较差，在外力作用下会使涂层产生细小裂纹，周而复始，裂纹逐渐扩展，金属基材易发生腐蚀。

②涂膜的抗冲击强度。汽车在行驶中很容易受到坚硬物体的冲击，如道路上的石子。漆面必须具有一定的抗冲击强度以抵档冲击能量，防止漆面出现裂纹、漆面剥落。

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划伤能力就越强，因此对车身基材的保护能力也就越强。

汽车修补涂装与原厂涂装在工艺上的最大区别是，在修补涂装中为了使底材表面达到平整、顺滑的目的而在基材上施涂原子灰。原子灰有多种不同类型，普通原子灰适用于旧漆层和普通钢板，若将普通原子灰施涂在镀锌钢板、铝板、经磷化处理等基材上时会导致，层间附着力下降而产生裂纹。因此，在选用原子灰时必须考虑其与中涂漆、底漆之间的配套性，否则将会引起咬底、脱落、开裂等缺陷进而影响其防腐性能。

2.7 涂装缺陷——咬底

汽车在涂装中的缺陷有很多种类型，其中对材料防腐影响最大的就是咬底（图6）。咬底是指涂装上层涂料时，其涂料中的溶剂把下层涂膜软化、溶胀，导致底层漆膜的附着力变差，导致底层涂膜起皱、揭底甚至剥离的现象。造成咬底现象的原因很多，例如：底漆未完全干燥就涂面漆，面漆中的溶剂极易将底漆溶解软化，引起咬底。刷涂面漆时操作不迅速，反复刷涂次数过多则产生咬底现象。面漆过厚，干燥的时间过长，也有可能会出现“咬底”现象。面层涂料一次涂装过厚，大量强溶剂滞留漆膜中，无法挥发，延长干燥时间。不同性质的油漆叠加使用，一般都会出现咬底的问题。比如，原来使用的是普通的醇酸清漆，现在刷硝基漆或者聚酯漆，则一定会出现咬底。

2.8 涂层开裂

涂层产生裂纹、开裂（图7）是指在涂层表面上出现不同方向、不同长度以及不同宽度的裂缝。涂层出现开裂的主要原因包括：①环境气候原因，如涂层经历冷热、潮湿和干燥气候的交替变化。②涂料的主要组成包括：油料、树脂、颜料、稀释剂等，在长时间存放后由于不同物质具有不同的密度而导致涂料分层，在喷涂前未充分搅拌将会导致涂层出现开裂现象。③在喷涂时面漆层喷涂过厚。过厚的涂层在干燥成膜时会使涂层产生内应力，内应力致使涂层开裂。④涂层间不配套不适当，如面漆层的硬度高于底漆层。

2.9 喷涂施工问题

论文的前部分已经涉及了一些在修补涂装作业时施工工艺所导致基材腐蚀的分析，这里就喷涂过程的施工所引起的腐蚀进行分析。

①漆膜过厚。漆膜过厚产生的原因包括喷涂时喷漆流量过大、喷雾扇形过于窄小以及喷涂压力不合适。

②在喷涂底漆或者面漆时，喷雾扇形选择不当，喷涂压力过高，喷涂距离过大形成干喷，干喷会导致涂层粘接不牢而剥落，涂层因失去保护作用而腐蚀基材。

③通常情况下喷漆房的进气量应略大于排气量，当喷漆房的排气量大于进气量时，涂膜会产生流挂、不均匀、裂纹等缺陷。

④烤漆房必须针对修补涂装时所使用的不同涂料及所添加的辅料，设置在合适的工作温度。设定的温度不合适会导致涂膜出现裂纹及脱落等现象。

3 修补涂装车身防腐措施

从上面的分析可以得出，车身金属构件腐蚀的主要原因是金属基材与空气、水、其他的腐蚀介质相互接触导致的。因此，要解决防腐问题最简单的途径就是将基材与外界环境相隔绝。要获得良好的涂装效果和质量，做好车身构件的防腐是基础。提高车身防腐的主要措施包括以下几点：

（一）在钣金工作中以及防锈底漆施工前，尽可能的提高构件基材的表面粗糙度。

（二）在施工中严格按照工艺流程完成喷涂工作。

（三）在底漆施工前对金属构件进行彻底的除锈、除油、除尘。

（四）制作合格的羽状边。

（五）选择合适且与基材相配套的各层间涂料。

项目资助：2018jxtd007滁州职业技术学院汽车涂装技术课程教学团队。

参考文献：

[1]李扬.汽车涂装技术[M].北京：机械工业出版社，2020.

[2]陈纪民.汽车涂装技术[M].北京：人民交通出版社，2009.

[3]宋东方.汽车涂装技术[M].北京：化学工业出版社，2011.

[4]吴承建.金属材料学[M].北京：冶金工业出版社，2016.

[5]刘东俭.整车腐蚀试验及评价方法的研究[D].长春：吉林大学，2020.