Влияние конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов на интенсивность коррозии

Среди возможных причин, способствующих интен­сивному развитию коррозии кузовов, можно выделить нес­колько основных, к которым относятся: неправильное конст­руктивное решение кузова, его деталей и узлов; технологичес­кие недостатки при изготовлении кузова; несоблюдение пра­вил предпродажного хранения и транспортировки автомобиля; неправильный уход за кузовом во время эксплуатации автомо­биля.

Борьба с коррозией на этапе конструирования кузова

Известно, что основы противокоррозионной защи­ты кузова закладывает его конструктор. Однако практика ча­сто показывает, что кузова не выдерживают коррозионную агрессивность среды, и которой эксплуатируется автомобиль, и значительно повреждаются.

Конструкции, изготовленные из тонкой листовой стали путем штамповки и последующей сварки, относятся к трудно защищаемым ввиду негерметичности в местах соединений де­талей сваркой и низкой коррозионной устойчивости стального листа. Такие конструкции практически невозможно тщательно герметизировать, трудно удалить, применяемые при фосфатировании химические вещества из стыков и щелей, а защитные покрытия часто не проникают до внутренних поверхностей полых деталей.

Более интенсивно развивается коррозия в несущих кузовах. Это объясняется одновременным действием механического напряжения в элементах сложного каркаса кузова и язвенной коррозией. Коррозионные трещины появляются на сгибах ма­лого радиуса, причем основное влияние в этом случае имеют внутренние напряжения, возникающие при штамповке.

Кузова с различным типом конструкции подвержены меха­ническим разрушениям от коррозии в неодинаковой степени. Так, например, панельные и лонжеронные рамы автомобиля остаются достаточно жесткими даже в случае их сильной кор­розии. Если применяются решетчатые (рамные) конструкции, коррозия очень опасна, так как элементы рамы соединены сваркой. Однако все же рамные кузова в коррозионном отно­шении более безопасны, чем полунесущие и несущие.

Основание несущего кузова в случае даже незначительной коррозии теряет жесткость и подвергается деформациям, а узлы шасси, прикрепленные к нему, смещаются. Следует от­метить, что большинство современных легковых автомобилей имеет несущий кузов. При проектировании многих из них про­блема защиты от коррозии решалась на недостаточном уров­не.

Это, как правило, конструкции, имеющие толщину боль­шинства панелей 0,6—0,8 мм и лишь незначительно утолщен­ные некоторые несущие элементы. Но даже при правильном конструктивном решении кузова надо иметь в виду, что это лишь один из аспектов проблемы борьбы с коррозией, не из­бавляющий от необходимости проведения мероприятий.

Весьма вредным является скапливание в местах сгибов листа, так возникновению коррозии под слоем грунтовки. Сварочный шов должен обеспечивать после очистки и герметизация сплошное и прочное лакокрасочное покрытие. При эксплуата­ции автомобиля возникают вибрации кузова и напряжения в защитном покрытии или герметизирующей мастике.

Интенсивной коррозии, как правило, подвергаются резь­бовые соединения. Частичную защиту от попадания влаги и грязи на резьбовое соединение обеспечивает, в частности, от­гибка фланца. Защиту от коррозии клепаных соеди­нений можно производить с помощью замазки. Увеличение объема продуктов коррозии в клепаных соединениях приводит к вспучиванию металла и разрыву заклепки. Особенно нестойкими являются соединения метал­лов образующих гальванические коррозионные пары.

Применение изолирующего слоя хроматной пасты для со­единений алюминия со сталью или герметизирующих масс, в значительной степени снижает кон­тактную коррозию. Существенным также является обеспече­ние стекания воды из закрытых полостей и желобов В случае, когда вентиляция закрытых полостей невозможна, целесообразно использовать открытые конструк­ции.

Ввиду серьезных трудностей в достижении эффективного предупреждения коррозии защитными покрытиями, были предприняты попытки использовать в кузовостроении более коррозионностойкие материалы и легированные стали. Однако высокая их стоимость и трудность выполнения соединений не позволи­ли широко использовать чти мате­риалы в легковом кузовостроении. Профилированные листы из коррозионностойкой стали толщиной 0,4- 0,8 мм применяются для об­шивки кузовов грузовых автомоби­лей и иногда автобусов, эксплуати­рующихся в городских условиях. Такие кузова можно легко и часто мыть на специальных установках.

Коррозионностойкие ферритные и аустенитные стали, легированные титаном и ниобием, при соединении сваркой с деталями из углеродис­тых сталей применяются для изго­товления колпаков колес, буферов, стеклоочистителей, декоративных накладок и др. Наиболее широкое применение в кузовостроении полу­чили низколегированные стали по­вышенной прочности, имеющие хо­рошую коррозионную стойкость к растворам солей. Из таких сталей производятся специальные профи­ли, которыми усиливается основа­ние кузова, изготавливаются буфе­ра, дверные петли для автобусов и грузовых автомобилей, а также для легковых автомобилей повы­шенной безопасности.

Алюминиевые сплавы применя­ются при массовом производ­стве кузовов мало, так как имеют низкий модуль упругости, не обеспечивающий необходимую жесткость панелей. Часто алюминиевые листы применяются для обшивки автобусов и фургонов. Широко используются сплавы алюминия при про­изводстве спортивных и гоночных автомобилей.

Полиэфирная смола, упрочненная стеклянным волокном, обладает высокой противокоррозионной стойкостью с доста­точной прочностью и жесткостью. Недостатком этого матери-зла является хрупкость, особенно при низких температурах. Поэтому кузова, изготовленные из полиэфирных смол, не могут выполняться несущими и требуют применения металли­ческого каркаса или рамы. Таким образом, проблема защи­ты металлического основания от коррозии сохраняется и для таких конструкций кузовов. Аналогично обстоит дело с кузовом автомобиля. Из синтетических смол широко изготавливаются отдельные элементы кузова, такие как брызговики, крышка багажника, капот и др.

Большое распространение в последние годы получили ши­рокие цинковые ленты, покрытые с одной или двух сторон одинаковыми или разными защитными материалами. Такая лепта пригодна для обшивки автобусов, фургонов и прицепов. Промышленность выпускает листы с нанесенным покрытием, которые хорошо поддаются точечной сварке.

Основа листа «Цинкрометалл» - стальная лента с нане­сенными водными растворами, содержащими соединения хро­ма и цинковую пыль. После высыхания на поверхности листа остается 2—3 мкм грунтовочного слоя, заменяющего фосфат­ное покрытие, которое, как известно, плохо осаждается на изгибах сложных деталей. После этого наносится второй слой смеси эпоксидного лака с цинковой пылью толщиной 10 мкм, который высыхает при температуре 260° С.

Таким образом, создается однородный слой толщиной 12 - 13 мкм, который может быть наложен с одной или с двух сторон листа. Такой металлический лист пригоден для штамповки (покрытие не повреждается), точечной сварки, обезжиривания струйным методом, а также для окраски. Эти листы применяются при производстве фургонов и сельскохозяйственных машин, для изготовления элементов кузовов легковых, грузовых автомо­билей и автобусов (двери, крыша, капот, пороги). Выпуск таких листов непрерывно увеличивается.

Алюминиевый тонкий лист имеет толщину защитного покрытия несколько большую, чем оцинкованная сталь, и не содержит промежуточного хрупкого слоя, который получается у оцинкованной стали или листов, алюминированных конвер­сионным методом, обеспечивающим толщину металлического покрытия 100 мкм.

Листовая сталь, имеющая тонкие и эластичные покрытия цинком или алюминием (100 - 300 мг/м²), отличается хоро­шей штампуемостью и свариваемостью. Поэтому она нашла широкое применение при изготовлении рам, профилей, решеток и несущих элементов в фургонах, сельскохозяйственных маши­нах и автобусах. Кроме того, такая листовая сталь имеет хоро­шую коррозионную стойкость.

Алюминированная листовая сталь не имеет себе равных, как материал для глушителей и выхлоп­ных труб. Благодаря хорошим декоративным качествам сталь­ной лист, покрытый алюминием, применяется для изготовле­ния кожухов, крышек и других частей сельскохозяйственных автомобилей, подверженных сильному коррозионному и меха­ническому воздействию во время работы там, где лакокрасоч­ные покрытия не выдерживают абразивного действия транс­портируемого материала.

Декоративные детали из коррозионностойкой (хромоникелевой) стали часто применяются на европейских автомобилях, несмотря на то что требуется дорогостоящая обработка этих деталей для исключения царапин при штамповке. Стали с содержанием 17% хрома имеют плохую декоративность, хотя и применяются на французских и немецких автомобилях. Частицы соли и песка приводят к появлению на деталях яз­венной коррозии.

Только хромовомолибденовые стали явля­ются достаточно устойчивыми к коррозии. Однако обработка давлением таких сталей затруднительна. Все детали, изготов­ленные из коррозионностойкой стали, должны быть тщатель­но отполированы, так как при этом удаляются обедненные хромом поверхностные слои и деталь приобретает высокую коррозионную стойкость.