CN112240865A - 车用大型系统级零部件腐蚀试验设备和方法 - Google Patents
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Abstract
一种车用大型系统级零部件腐蚀试验设备和方法，执行主循环和辅助循环，其中主循环包括依次进行的下述阶段：第一次加湿，将模拟环境的湿度从初始湿度升至第一湿度；第一次恒温恒湿，在恒温下维持第一湿度；第一次除湿，将模拟环境的湿度降至第二湿度；第二次恒温恒湿，在恒温下维持第二湿度；第二次加湿，将模拟环境的湿度升至第三湿度；以及第三次恒温恒湿，在恒温下维持第三湿度；其中，所述补充循环包括不同湿度下的恒温恒湿阶段；并且其中，第一湿度高于第三湿度，第三次恒温恒湿时间大于第一次恒温恒湿时间。
Description
技术领域
本申请涉及一种车辆验证中对车辆的大型系统级零部件进行腐蚀试验的设备和方法。
背景技术
目前车辆腐蚀试验包括零部件腐蚀试验和整车强化腐蚀试验。零部件腐蚀试验主要是在车辆研发过程中的工程验证和工装验证过程中针对小型零部件和电子元器件进行的试验舱加速腐蚀试验，整车强化腐蚀试验主要是在工装验证阶段对车辆整车进行的模拟并加速实际使用状况的腐蚀试验。目前车辆大型零部件的腐蚀试验尚有改进空间。
发明内容
本申请旨在提供一种对车辆的大型系统级零部件进行腐蚀试验的方案。
为此，本申请在其一个方面提供了一种车用大型系统级零部件腐蚀试验方法，包括对零部件执行一个腐蚀模拟循环，该腐蚀模拟循环包括主循环和随后的补充循环；其中，所述主循环包括依次进行的下述阶段：
第一次加湿，将围绕经受实验的零部件的模拟环境的湿度从初始湿度升至第一湿度；
第一次恒温恒湿，在恒温下维持第一湿度；
第一次除湿，将模拟环境的湿度降至第二湿度；
第二次恒温恒湿，在恒温下维持第二湿度；
第二次加湿，将模拟环境的湿度升至第三湿度；以及
第三次恒温恒湿，在恒温下维持第三湿度；
其中，所述补充循环包括不同湿度下的补充恒温恒湿阶段；并且
其中，第一湿度高于第三湿度，第三次恒温恒湿时间大于第一次恒温恒湿时间。
根据一种可行实施方式，所述第一湿度比第三湿度高10至25％RH。
根据一种可行实施方式，第三次恒温恒湿时间为第一次恒温恒湿时间的至少5倍。
根据一种可行实施方式，所述初始湿度为大约50％RH，所述第一湿度为80-100％RH、尤其是大约95％RH，所述第二湿度50％-65％RH，例如大约60％RH，所述第三湿度为75-90％RH、尤其是大约85％RH。
根据一种可行实施方式，第一次恒温恒湿时间为1-3h，第二次恒温恒湿时间为6-15h，第三次恒温恒湿时间为15-20h。
根据一种可行实施方式，第一湿度为整个腐蚀模拟循环中的最高湿度。
根据一种可行实施方式，第三次恒温恒湿时间为整个腐蚀模拟循环中的最长恒温恒湿时间。
根据一种可行实施方式，在第一次恒温恒湿阶段中通过向零部件喷洒盐水控制零部件腐蚀速度。
根据一种可行实施方式，所述腐蚀试验方法还包括在至少一个其他恒温恒湿阶段中向零部件喷洒盐水。
根据一种可行实施方式，盐水浓度为0.5-1.5％。
根据一种可行实施方式，所述补充循环包括彼此交替进行的降低湿度后的补充恒温恒湿阶段和升高湿度后的补充恒温恒湿阶段。
根据一种可行实施方式，整个腐蚀模拟循环中，围绕经受实验的零部件的模拟环境的温度为40-60℃，尤其是维持在大约50℃的恒定温度。
根据一种可行实施方式，单个腐蚀模拟循环持续60-85h，所述主循环共持续24-36h。
本申请在其另一方面提供了一种车用大型系统级零部件腐蚀试验设备，包括试验箱和控制装置，经受腐蚀试验的零部件被安置在试验箱中，所述控制装置通过执行本申请的腐蚀试验方法控制用于控制试验箱中围绕零部件的环境条件。
根据一种可行实施方式，所述腐蚀试验设备还包括盐水喷洒装置，所述盐水喷洒装置包括一个或多个喷淋管，可选地，一对彼此横向相对设置的喷淋管。
根据一种可行实施方式，至少一个喷淋管至少能够沿试验箱的纵向移动。
根据一种可行实施方式，所述至少一个喷淋管还能沿试验箱的横向移动。
根据一种可行实施方式，所述喷淋管还能绕着平行于试验箱纵向的轴线转动。
根据一种可行实施方式，所述腐蚀试验设备还包括由试验箱顶壁悬垂的工装，和/或布置在试验箱底壁上的工装、尤其是布置在试验箱底壁上的转台上的工装，所述工装用于夹持经受实验的零部件。
根据本申请的腐蚀试验方案适用于对车辆大型系统级零部件进行腐蚀试验，能够通过加速腐蚀程序模拟车辆大型系统级零部件在实际使用过程的腐蚀状态，并且能够精确地实现零部件缝隙部位的腐蚀。
附图说明
图1是根据本申请一种实施方式的车用大型系统级零部件腐蚀试验设备的示意图；
图2是根据本申请另一种实施方式的车用大型系统级零部件腐蚀试验设备的示意图。
具体实施方式
下面参照附图描述本申请的车用大型系统级零部件腐蚀试验方案的一些实施方式。
本申请涉及的腐蚀试验属于车辆验证过程的一个的分支，用于验证车辆零部件的腐蚀状况，以体现车辆零部件的耐腐蚀性能。
本申请所说的车用大型系统级零部件是指车身及其主要组成部分，包括车身钣金、底盘、车门等等。
本申请提供了一种用于对车用大型系统级零部件进行腐蚀试验的设备，该腐蚀试验设备的一种可行实施方式在图1中示出。
如图1所示，腐蚀试验设备包括试验箱1，其尺寸设计成可以存放至少一台整车。腐蚀试验设备还包括控制装置2，其控制试验箱1中的环境状态(温度、湿度、盐度、pH值等等)以及各相关元件的操作。
在控制装置2的控制下，试验箱1中的温度可保持在30-60℃的范围内的任何温度值，温度设定误差在±0.4℃内。此外，试验箱1中的湿度可被控制在40-95％相对湿度范围内的任何湿度值，湿度设定误差在2％RH内。在极限温度60℃时，可以获得70％相对湿度环境。此外，露点温度范围满足28-55℃。
试验箱1中的环境状态通过试验箱1的侧壁和顶壁上的多个气体进口3和底壁上的至少一个气体排口4实现。控制装置2控制由气体进口3引入试验箱1内的气体的湿度和温度，使得试验箱1内达到规定的湿度和温度。
此外，腐蚀试验设备还包括一对彼此大致对称布置的盐水喷洒装置，每个盐水喷洒装置主要包括：靠近试验箱1的顶壁布置的横导轨5；可沿横导轨5横向移动的纵导轨6；由纵导轨6悬垂并且可沿纵导轨6纵向移动的悬臂7；由悬臂7的末端支撑的弧形喷淋管8，弧形喷淋管8凹侧设有一组喷嘴9。每个弧形喷淋管8由相应的软管以一定压力供应盐水，盐水通过喷嘴9以雾化的形式喷淋在零部件上。两个弧形喷淋管8彼此沿横向相对，使得二者的喷嘴9对准悬挂在悬链10上的零部件20或支撑在转台11上的零部件。两个弧形喷淋管8之间最大可容纳一个车身。
可以理解，腐蚀试验设备也可以仅包括一个这样的盐水喷洒装置。
此外，腐蚀试验设备还包括用于承载零部件的工装。例如，工装可以设置在用于从上方悬吊或连接零部件20的悬链10上，以及安装在用于从下方支撑零部件的转台11上。悬链10构造成其上端可在试验箱1中横向和纵向移动。转台11与试验箱1的底壁贴平，并且可相对于试验箱1的底壁转动。转台11尤其适合于支撑整车。
借助于横导轨5和纵导轨6，悬臂7能够沿试验箱1横向和纵向移动。此外，悬臂7具有长度和角度调节功能。为此，悬臂7可以包括多个段，相邻段之间具有相对移动和/或转动能力，以使得悬臂7的末端可将弧形喷淋管8带到期望的位置和方向。喷淋管8至少能够绕着平行于试验箱1纵向的轴线转动。
根据一种未示出的替代性方案，腐蚀试验设备不是包括从试验箱1顶壁悬垂的悬臂7，而是包括由从试验箱1的底壁伸出的一个或多个(尤其是一对)活动臂，每个臂的末端支撑着一个弧形喷淋管。
本申请的腐蚀试验设备的另一种可行实施方式在图2中示出。图2中所示实施方式与图1中的实施方式的主要不同之处在于盐水喷洒装置。具体地讲，图2中的盐水喷洒装置包括可沿试验箱1顶壁上的纵导轨12移动的管道13，与管道13下端相连的一对横向对称布置的弯折喷淋管14，通过管道13向这两个喷淋管14供应盐水。每个喷淋管14包括横段和竖段，横段和竖段上分别设有多个喷嘴15，用于将盐水以雾化的形式喷淋在零部件20上。两个喷淋管14上的喷嘴15指向零部件20的上侧和横向两侧。两个喷淋管14之间最大可容纳一个车身。两个喷淋管14之一可拆除而只留下一个喷淋管14。此外，零部件20由设置在试验箱1底壁上的夹具16夹持。
图2中所示实施方式与图1中的实施方式的其他方面相同或类似，这里不再重复描述。
可以理解，图1、2中所示的结构仅仅是本申请的腐蚀试验设备的具体例子。本领域技术人员可以理解，本申请的腐蚀试验设备并不局限于图1、2所示的具体结构，而是可以对其做出各种修改，只要能实现本申请所需腐蚀试验功能即可。
本申请的腐蚀试验设备的功能是在控制装置2的控制下实现的。控制装置2设置成能够完成对车辆大型系统级零部件的腐蚀模拟流程，该流程包括一个腐蚀模拟循环，该腐蚀模拟循环中主要包括主循环和补充循环，如下面所描述。
在一种示例性腐蚀模拟循环中，试验箱1内的温度可以维持在40-60℃内。例如，维持在大约50℃的恒定温度，或者，试验箱1内的温度也可以在该范围内变化。腐蚀模拟循环中的各个阶段(步骤)将在下面描述。
本申请的单个腐蚀模拟循环共需60-85h。
该腐蚀模拟流程中的主循环包括：
一、在起始点，初始温度设定为40-60℃(例如大约50℃的恒定温度)，初始湿度设定在大约50％RH，循环开始前需保证零部件所处环境温度达到设定值。
二、在起始点开始一小段时间后，开始第一次加湿，湿度按照恒定速率在30min-60min升至第一湿度80％RH-100％RH(例如升至大约95％RH)。
三、之后，第一次恒温恒湿，温度恒定40-60℃，第一湿度恒定80％RH-100％RH，保持1-3h，此阶段为迅速加湿阶段，提高温度使雾化水分子更活跃，从而能进入零部件内部，进入焊接缝隙等狭窄区域。
四、之后，开始第一次除湿，湿度从第一湿度降至第二湿度50％RH-65％RH(例如降至大约60％RH)，时间30-60min。
五、之后，第二次恒温恒湿(干燥阶段)，湿度维持在第二湿度50％RH-65％RH，温度维持40℃-60℃，保持6h-15h(例如11h)。第二次恒温恒湿时间远大于第一次恒温恒湿时间，例如为第一次恒温恒湿时间的5倍以上。
六、之后，开始第二次加湿，时间30min-60min，湿度从第二湿度升高至第三湿度75％RH-90％RH(例如升至大约85％RH)。第二次加湿达到的湿度比第一次加湿达到的湿度低，例如低大约10％RH。
七、最后，第三次恒温恒湿，湿度维持在第三湿度75％RH-90％RH，温度维持40℃-60℃，保持15h-20h。第三次恒温恒湿时间远大于第一次恒温恒湿时间，并且大于第二次恒温恒湿时间。
接下来腐蚀模拟流程进入补充循环阶段，补充循环如下：
一、开始第二次除湿，湿度从第三湿度降至第四湿度60％RH-70％RH(例如70％RH)。第二次除湿达到的第四湿度比第一次除湿达到的第二湿度高，例如高大约10％RH。
二、之后，第四次恒温恒湿，保持6h-10h。
三、之后，第三次加湿至第五湿度75％RH-85％RH(例如80％RH)。第三次加湿达到的第五湿度比第二次加湿达到的第三湿度低，例如低大约5％RH。
四、之后，第五次恒温恒湿，保持3h-5h。
五、之后，开始第三次除湿，湿度从第五湿度降为第六湿度50％RH-65％RH(例如60％RH)。第三次除湿达到的第六湿度比第二次除湿达到的第四湿度低，例如低大约10％RH。第三次除湿达到的第六湿度可以大致等于第一次除湿达到的第二湿度。
六、之后，第六次恒温恒湿，保持6h-8h。
七、之后，开始第四次加湿至第七湿度65％RH-75％RH(例如70％RH)。第四次加湿达到的第七湿度比第三次加湿达到的第五湿度低，例如低大约10％RH。
八、之后，第七次恒温恒湿，保持3h-5h。
九、之后，开始第四次除湿，湿度从第七湿度降至第八湿度45％RH-55％RH(例如50％RH)。第四次除湿达到的第七湿度比第三次除湿达到的第六湿度低，例如低大约10％RH。第四次除湿达到的第七湿度可以大致等于初始湿度。
十、最后，第八次恒温恒湿，保持12h-15h。
第四到第八次恒温恒湿时间都小于第二次恒温恒湿时间，但都大于第一次恒温恒湿时间。
需要指出，前面描述的加湿，可以通过向试验箱输入水蒸汽来实现，而除湿可以通过向试验箱输入干燥空气实现。
此外，在上述主循环和补充循环中，还要喷洒盐水以实现特定阶段环境中所需的盐度。
喷洒盐水的操作具有以下特点：
一、在某些特定恒温恒湿过程中喷洒盐水。
二、盐水浓度为0.5％-1.5％。
三、每个相应阶段中盐水喷洒次数根据期望腐蚀量需求不同可适当调整。
四、喷洒方式可为自动喷洒(例如利用腐蚀试验设备中的盐水喷洒装置)和手工喷洒两种方式。
此外，试验用水，包括用于产生水蒸气的水和用于形成盐水的水，满足pH6-8。
本申请的腐蚀试验方法包括前面描述的腐蚀模拟循环，该腐蚀模拟循环包括前面描述的主循环和补充循环。前面针对控制装置2执行的流程所描述的各种特征也适合于本申请的腐蚀试验方法，因此不再重复描述。
本领域技术人员可以根据具体需要对本申请的车用大型系统级零部件腐蚀试验设备的结构以及腐蚀试验方法的工艺参数做出任何可行的修改。
本申请将车辆的系统级零部件安装在对应的工装上，模拟系统级零部件的实际使用过程中的安装状态，利用合理的温度、湿度、盐度等的阶段性循环设计，实现一定的腐蚀量控制。
本申请通过调节温度、湿度、盐度和pH值，能够达到加速腐蚀的目的，并通过参数调整控制腐蚀量变化。
本申请的第一次加湿达到的高湿度，以及短时间第一次恒温恒湿阶段，有助于激活水分子，使之深入零部件内部区域和焊缝区域，从而实现所需的高腐蚀速度。
本申请在第一次除湿结束到第二次加湿开始之间的干燥阶段，仍能维持焊缝区域的缝隙腐蚀。
本申请的第二次加湿达到的次高湿度，以及长时间第二次恒温恒湿阶段，可以以合理的腐蚀速度模拟几乎全部腐蚀模式。
本申请在第一次恒温恒湿阶段中的盐水喷洒有助于控制腐蚀速度达到期望值。
虽然这里参考具体的实施方式描述了本申请，但是本申请的范围并不局限于所示的细节。在不偏离本申请的基本原理的情况下，可针对这些细节做出各种修改。
Claims (15)
1.一种车用大型系统级零部件腐蚀试验方法，包括对零部件执行一个腐蚀模拟循环，该腐蚀模拟循环包括主循环和随后的补充循环；
其中，所述主循环包括依次进行的下述阶段：
第一次加湿，将围绕经受实验的零部件的模拟环境的湿度从初始湿度升至第一湿度；
第一次恒温恒湿，在恒温下维持第一湿度；
第一次除湿，将模拟环境的湿度降至第二湿度；
第二次恒温恒湿，在恒温下维持第二湿度；
第二次加湿，将模拟环境的湿度升至第三湿度；以及
第三次恒温恒湿，在恒温下维持第三湿度；
其中，所述补充循环包括不同湿度下的补充恒温恒湿阶段；并且
其中，第一湿度高于第三湿度，第三次恒温恒湿时间大于第一次恒温恒湿时间。
2.如权利要求1所述的腐蚀试验方法，其中，所述第一湿度比第三湿度高10至25％RH；
可选地，第三次恒温恒湿时间为第一次恒温恒湿时间的至少5倍。
3.如权利要求1或2所述的腐蚀试验方法，其中，所述初始湿度为大约50％RH，所述第一湿度为80-100％RH，所述第二湿度50％-65％RH，所述第三湿度为75-90％RH。
4.如权利要求1至3中任一项所述的腐蚀试验方法，其中，第一次恒温恒湿时间为1-3h，第二次恒温恒湿时间为6-15h，第三次恒温恒湿时间为15-20h。
5.如权利要求1至4中任一项所述的腐蚀试验方法，其中，第一湿度为整个腐蚀模拟循环中的最高湿度；
可选地，第三次恒温恒湿时间为整个腐蚀模拟循环中的最长恒温恒湿时间。
6.如权利要求1至5中任一项所述的腐蚀试验方法，其中，在第一次恒温恒湿阶段中通过向零部件喷洒盐水控制零部件腐蚀速度。
7.如权利要求6所述的腐蚀试验方法，其中，还在至少一个其他恒温恒湿阶段中向零部件喷洒盐水。
8.如权利要求7所述的腐蚀试验方法，其中，盐水浓度为0.5-1.5％。
9.如权利要求1至8中任一项所述的腐蚀试验方法，其中，所述补充循环包括彼此交替进行的降低湿度后的补充恒温恒湿阶段和升高湿度后的补充恒温恒湿阶段。
10.如权利要求1至9中任一项所述的腐蚀试验方法，其中，整个腐蚀模拟循环中，围绕经受实验的零部件的模拟环境的温度为40-60℃，尤其是维持在大约50℃的恒定温度。
11.如权利要求1至10中任一项所述的腐蚀试验方法，其中，单个腐蚀模拟循环持续60-85h，所述主循环共持续24-36h。
12.一种车用大型系统级零部件腐蚀试验设备，包括试验箱和控制装置，经受腐蚀试验的零部件被安置在试验箱中，所述控制装置通过执行权利要求1至11中任一项所述的腐蚀试验方法控制用于控制试验箱中围绕零部件的环境条件。
13.如权利要求12所述的腐蚀试验设备，其中，所述腐蚀试验设备还包括盐水喷洒装置，所述盐水喷洒装置包括一个或多个喷淋管，可选地，一对彼此横向相对设置的喷淋管。
14.如权利要求13所述的腐蚀试验设备，其中，至少一个喷淋管至少能够沿试验箱的纵向移动；
可选地，所述至少一个喷淋管还能沿试验箱的横向移动；
进一步可选地，所述喷淋管还能绕着平行于试验箱纵向的轴线转动。
15.如权利要求12至14中任一项所述的腐蚀试验设备，其中，所述腐蚀试验设备还包括由试验箱顶壁悬垂的工装，和/或布置在试验箱底壁上的工装、尤其是布置在试验箱底壁上的转台上的工装，所述工装用于夹持经受实验的零部件。
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