本发明涉及铝合金车身连接技术领域，具体而言，涉及一种铝合金车身构件胶接前表面处理工艺、铝合金车身构件、车身构件连接方法、车身及汽车。
背景技术：
铝合金具有力学性能好、质量轻等优点，已被广泛应用于各行业中，尤其是在轻量化要求较高的航空航天器领域以及高档跑车上。铝合金构件之间可以采用机械连接，例如普通铝合金车身骨架连接技术焊接和铆接方式，但这两种都是点或线接触的连接方法，容易发生应力集中，造成连接强度不高的缺陷。随着轻量化铝合金车身技术在汽车上应用的推广，车用铝合金构件的连接技术也越来越受到行业关注，且成为安全及车辆性能的重要影响因素。
胶接是通过胶粘剂把被粘物结合在一起的连接方式，由于胶接是面接触的连接方式，具有结构增重小、时间短、成本低、胶接效率高和不对胶接构件产生新的应力集中等优点，目前在航宇领域得到应用。由于铝合金与氧的亲和力较强，即使在干燥空气中也会很快在洁净的铝表面形成2～3nm厚的无孔非晶态al2o3，胶接连接或胶接修理前应对其表面进行必要的表面处理。铝合金胶接构件有很多优异的性能，但是由于胶接的工艺步骤较多，而且胶接构件的最终质量是在胶接工艺的过程中形成的，所以胶接的质量容易受多种因素的影响，特别是表面处理工艺的影响。胶接构件的表面处理，在一定意义上可以认为是胶接工艺的开始，表面处理质量的优劣将直接影响到胶接的强度。
铝合金的表面处理是一个转化过程，其主要作用是去掉其表面层物质，避免在其弱氧化层上胶接，同时改变其表面形貌，增加表面积和提高表面能，增强粘接界面上的机械啮合作用。目前铝合金胶接表面处理方法有机械物理方法和化学方法两大类，用溶剂对铝材表面的清洗与脱脂、砂纸和砂布打磨、喷砂及机械加工等属于机械物理方法；而用阳极氧化处理则属于化学表面处理方法。研究发现，未经处理的粘接抗拉伸剪切性能不是很好，这是因为铝合金试片暴露于空气中时，其表面自然氧化生成的氧化膜非常薄且易破损；另外，未经处理的铝合金试片表面较为平整、表面能不高，因此，其粘接强度较弱。传统的硫酸阳极氧化一般应用于建筑行业，可获得吸附性较好的膜层，适用于一般防护或作为油漆涂层的粘结底层；硫酸阳极氧化膜多孔，空隙率约为35％；吸附能力强，易于染色，被广泛用于装饰目的。此类工艺主要对阳极氧化后微孔进行封闭，封闭效果越好，腐蚀性能越优，但胶接性能变差。
目前在汽车领域对于铝合金的胶接工艺研究还较少，采用传统普适性的工艺条件不能充分发挥胶接的强度和性能，不能达到满足全铝车身的连接性能要求，连接后车身的综合性能较差。
有鉴于此，特提出本发明。
技术实现要素：
本发明的目的之一在于提供一种铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺，采用该表面处理工艺处理后的铝合金车身构件表面形成特定厚度的极性氧化物γ-al2o3氧化膜层，同时封闭处理后微孔处于半封状态，耐蚀性能提高，不仅抗腐蚀，而且胶接性好，保证了防护及胶接性能，提高胶接质量。通过采用该铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺处理后对铝合金车身构件进行胶接，胶接性能比焊接性能高，能够满足全铝车身的连接性能要求。
本发明的目的之二在于提供一种应用所述的铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺处理得到的铝合金车身构件，该构件表面形成特定厚度的极性氧化物γ-al2o3氧化膜层，该氧化膜层厚度能够获得最优的车辆所需的综合性能，且形成均匀的多孔，在胶接过程中胶黏剂分子渗入到微孔中，形成较好的机械连接，采用该铝合金车身构件胶接后的最大胶接载荷和能量能够满足全铝车身的连接性能要求。
本发明的目的之三在于提供一种将多个所述的铝合金车身构件进行胶接的铝合金车身构件的连接方法，该方法采用面接触的胶接连接方法，连接强度高，大于传统焊接强度，不易发生应力集中，疲劳强度也相对较高，综合性能优，符合高强度全铝车身的连接性能。
本发明的目的之四在于提供一种应用所述的铝合金车身构件的连接方法连接得到的铝合金车身，该车身强度高。
本发明的目的之五在于提供一种包括所述的铝合金车身的汽车，该汽车的车身轻质且强度高。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
根据本发明的第一个方面，提供了一种铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺，包括阳极氧化处理步骤和封闭处理步骤；
阳极氧化处理时阳极氧化液中含有h2so4，电流密度为1.4～1.6a/dm2，阳极氧化温度为17～20℃，阳极氧化处理后氧化膜厚度为2～10μm；
用温度为96～100℃的热水对阳极氧化处理后的铝合金车身构件进行封闭处理，封闭时间为10～45min。
[阳极氧化处理]
阳极氧化处理是将铝合金车身构件放入含有阳极氧化液的氧化容器内作为阳极，以铅板为阴极，在特定的工艺条件下，在外加电流的作用下，在铝合金车身构件上形成一层氧化膜的过程。
本发明中，阳极氧化液包含h2so4，电流密度为1.4～1.6a/dm2，阳极氧化温度为17～20℃，阳极氧化处理后氧化膜厚度为2～10μm。
阳极氧化液主要为硫酸溶液，采用硫酸阳极氧化方法，具有生产成本低、耐蚀性、耐磨性好和满足高强度车身的粘结性能的优势。
可以理解的是，h2so4溶液的浓度可以采用常规阳极氧化方法中硫酸作为阳极氧化液时的浓度。
阳极氧化时电流密度典型但非限制性的例如为1.4a/dm2、1.5a/dm2或1.6a/dm2。
阳极氧化时氧化温度典型但非限制性的例如为17℃、18℃、19℃或20℃。
通过在1.4～1.6a/dm2的电流密度和17～20℃的阳极氧化温度的特定工艺参数条件下，以主要成分为硫酸的阳极氧化液对铝合金车身构件进行阳极氧化处理，使最后的氧化膜厚度为2～10μm。阳极氧化后得到的氧化膜厚度典型但非限制性的例如为2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm或10μm。
通过将阳极氧化层厚度控制在一定范围内，能够满足车辆所需的综合性能相对最优，氧化膜厚度处于2～10μm时，胶接后铝合金车身构件的最大胶接载荷和能量优秀，是车辆所需的综合性能相对较优的，能够满足高强度全铝车身的连接性能。
[封闭处理]
由于阳极氧化膜的多孔结构和强吸附性能，表面易被污染，尤其处在腐蚀性环境中，腐蚀介质进入孔内易引起腐蚀，因此，经阳极氧化后的皮膜需要进行封闭处理，以提高氧化膜的抗腐蚀、绝缘和耐磨等性能，以及减弱它对杂质或油污的吸附。但封闭效果越好，抗腐蚀性能越优，但影响了后续的胶接性能。
本发明采用热水封闭，封闭温度为96～100℃，封闭时间为10～45min。
热水封闭指对铝合金车身构件在沸水或接近沸点的热水中处理。
封闭处理时封闭温度典型但非限制性的例如为96℃、97℃、98℃、99℃或100℃。
封闭处理时封闭时间典型但非限制性的例如为10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min或45min。
通过对阳极氧化处理后的铝合金车身构件在96～100℃的热水中封闭10～45min，使氧化膜微孔处于半封闭状态，不仅铝合金车身构件耐腐蚀性能提高，而且胶接性好，保证了防护及胶接性能，提高胶接质量。
本发明利用阳极氧化后微孔形貌促进粘结性能，能够形成均匀的多孔，使在胶接过程中胶黏剂分子渗入到微孔中，与其形成较好的机械连接。阳极化处理后，其表面生成极性的氧化物γ-al2o3，极性氧化物的存在可以提高其在界面上与胶黏剂之间的色散力和范德华力，同时与胶黏剂中的极性基团之间形成共价键。采用本发明主要成分为硫酸的阳极氧化液在1.4～1.6a/dm2的电流密度和17～20℃的阳极氧化温度条件下对铝合金车身构件进行阳极氧化表面处理，使处理后的铝合金车身构件表面形成2～10微米特定厚度的氧化膜层，同时经过在96～100℃的热水中封闭10～45min，使封闭处理后的氧化膜微孔处于半封状态，耐蚀性能提高。通过阳极氧化处理和封闭处理使得处理后的铝合金构件不仅抗腐蚀，而且胶接性好，通过对采用本发明铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺处理后的铝合金车身构件进行胶接，胶接性能比焊接性能高，能够满足全铝车身的连接性能要求，有效保证了整车性能。通过采用本发明工艺处理后的6063铝合金试样，胶接后试片的最大胶接载荷可达30kn以上，能量可达150j以上，符合全铝车身挤压型材6063的标准设计连接性能要求，同时通过采用本发明工艺处理后的铝合金零部件耐中性盐雾试验可达到1200h以上。
优选地，在阳极氧化处理中h2so4溶液浓度为170～190g/l(硫酸的质量/水的体积)，例如170g/l、180g/l或190g/l。
硫酸溶液的浓度对氧化膜厚度具有一定影响，硫酸溶液浓度过大，不容易成膜，硫酸溶液浓度过小，容易成膜，但成膜厚度较厚。
优选地，阳极氧化液中还含有2～15g/l的铝离子，铝离子浓度为2～15g/l(水中铝例子质量/水的体积)，例如2g/l、3g/l、4g/l、5g/l、6g/l、7g/l、8g/l、10g/l、12g/l、13g/l、14g/l或15g/l。
通过加入铝离子，能够补充水中铝离子的不足，有助于铝合金车身构件上氧化膜的形成。阳极氧化溶液中如没有铝离子、阳极氧化时氧化膜溶解能力较强，难以获得正常的膜层厚度，膜层的耐蚀性和耐磨性也下降。
优选地，在封闭处理中，封闭液热水的ph控制在5.5～6.5，例如为5.5、6.0或6.5。
通过采用ph值为5.5～6.5的封闭液热水，能够进一步优化封闭效果，ph值过大或过小，封闭效果会有些下降。
优选地，封闭液热水的电导率控制在小于2000μs/m，例如为100μs/m、500μs/m、1000μs/m、1500μs/m或1800μs/m。
封闭液热水的电导率过大，水中电阻小，不利于获得最佳的封闭效果。
优选地，封闭液热水中总固体悬浮物浓度控制在0～30mg/l，例如为0.1mg/l、1mg/l、5mg/l、10mg/l、20mg/l或30mg/l。
封闭液热水中总固体悬浮物浓度过大，杂质多，会影响封闭效果。
优选地，封闭时在热水中加入热封闭添加剂，热封闭添加剂可采用常规的热封闭添加剂，优选使用almetron公司的hs98热封闭添加剂，使用时hs98热封闭添加剂的浓度为1.5～4mg/l，例如1.5mg/l、2mg/l、2.5mg/l、3mg/l或4mg/l。
通过加入hs98热封闭添加剂，能够进一步提升阳极氧化后对氧化膜的封闭效果。
优选地，在本发明提供的技术方案的基础上，阳极氧化液中含有170～190g/l的h2so4和2～15g/l的铝离子，电流密度为1.4～1.5a/dm2，阳极氧化温度为18～20℃，阳极氧化处理后氧化膜厚度为2～4μm。
进一步优选，阳极氧化液中含有180～190g/l的h2so4和5～10g/l的铝离子，电流密度为1.5a/dm2，阳极氧化温度为18℃，阳极氧化处理后氧化膜厚度为4μm。
通过进一步优化阳极氧化处理电流密度和氧化温度等工艺条件参数，氧化膜厚度在2～4μm范围内，能够进一步提高胶接后铝合金车身构件的最大胶接载荷和能量，使胶结后的强度达到最优效果。
优选地，在本发明提供的技术方案的基础上，用ph为5.5～6.5、温度为96～100℃且含有1.5～4mg/l热封闭添加剂hs98的热水对阳极氧化处理后的铝合金车身构件进行封闭处理，封闭时间为10～45min。
进一步优选，用ph为6、温度为98～100℃且含有2～3mg/l热封闭添加剂hs98的热水对阳极氧化处理后的铝合金车身构件进行封闭处理，封闭时间为30～45min。
通过进一步优化封闭条件参数以及加入热封闭添加剂hs98，能够进一步提升阳极氧化后对氧化膜的封闭效果，在保证较佳的胶接性能的前提下，进一步提升铝合金构件的耐蚀性能。
优选地，在本发明提供的技术方案的基础上，铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺，阳极氧化处理步骤前还包括前处理步骤；
前处理步骤包括除油、碱蚀、一次清洗、除灰和二次清洗。
除油
除油又称脱脂过程，将铝合金车身构件的杂质和油脂从表面冲刷下来，清除污物。
出油过程可以采用常用的除油液进行，优选采用almetron公司的lq18除油液，使用时，除油容器(如除油槽)中含有体积分数为3～10％的lq18除油液，除油温度为50～70℃，除油时间为4～60min。优选，除油温度为60～70℃，除油时间为10～60min；进一步优选，除油温度为60～65℃，除油时间为20～50min。
lq18除油液典型但非限制性的体积分数为3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％。
典型但非限制性的除油温度例如为50℃、55℃、60℃、65℃或70℃；典型但非限制性的除油时间例如为4min、5min、10min、20min、30min、40min、50min或60min。
通过使用特定除油液，能够很好地去除铝合金车身构件表面的污物。
碱蚀
碱蚀过程是指采用碱液去除铝合金表面的机械纹和自然氧化膜、起砂。碱蚀过程可以在碱蚀容器(如碱蚀槽)中进行。
碱蚀过程的碱蚀速率为3～7g/m2/min，即每10min碱蚀30～70g/m2。
典型但非限制性的碱蚀速率为3g/m2/min、4g/m2/min、5g/m2/min、6g/m2/min或7g/m2/min。
优选地，用含有60～100g/l的naoh、130～180g/l的al粉和15～25g/l的添加剂的碱蚀液进行碱蚀。
碱蚀液中naoh典型但非限制性的浓度为60g/l、70g/l、80g/l、90g/l或100g/l。
碱蚀液中al粉典型但非限制性的浓度为130g/l、140g/l、150g/l、160g/l或180g/l。
碱蚀液中添加添加剂，添加剂可选用常规的葡萄糖酸钠，优选添加剂为almetron公司的1015blend。
碱蚀液中添加剂典型但非限制性的浓度为15g/l、16g/l、18g/l、20g/l或25g/l。
1015blend作为添加剂，防止al沉淀，通过络合反应形成络合物。该工序增加al有助于控制碱蚀速率，防止出现腐蚀坑。
除灰
除灰主要除去碱蚀之后挂灰，防止污染氧化容器(如氧化槽)。
除灰过程采用硫酸溶液，除灰时间为4～20min，例如4min、5min、10min、15min或20min；优选地，硫酸溶液的浓度为150～500g/l，例如150g/l、200g/l、250g/l、300g/l、350g/l、400g/l、450g/l或500g/l。
相对于硝酸溶液除灰，硫酸除灰更环保、更安全。
进一步优选，除灰过程采用almetron公司的d17blend，使用时d17blend的体积分数为2～10％，例如2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％。
通过采用一定浓度d17blend，对于挤压型材6系合金的除灰效果明显。
一次清洗
清洗可以在清洗容器(如清洗槽)中进行。
优选地，一次清洗包括三遍清洗过程，第一遍清洗用含有5～25g/l的naoh和0～60g/l的al粉的溶液清洗，第一遍清洗温度为35～45℃，第一遍清洗时间为1.5～6min，第二遍和第三遍清洗均独立地采用自来水清洗，清洗时间为0.5～7min。
第一遍清洗时naoh典型但非限制性的浓度为5g/l、10g/l、15g/l、20g/l或25g/l。
第一遍清洗时al粉典型但非限制性的浓度为0.1g/l、1g/l、2g/l、5g/l、10g/l、20g/l、30g/l、40g/l、50g/l或60g/l。
第一遍清洗温度典型但非限制性的例如为35℃、40℃或45℃；第一遍清洗时间典型但非限制性的例如为1.5min、2min、3min、4min、5min或6min。
第二遍清洗时间典型但非限制性的例如为0.5min、1min、2min、3min、4min、5min、6min或7min。
第三遍清洗时间典型但非限制性的例如为0.5min、1min、2min、3min、4min、5min、6min或7min。
一次清洗通过一遍碱洗和两遍自来水漂洗能够有效洗净前期除油、碱蚀后溶液的残留，避免对后续工艺产生影响。
二次清洗
优选地，二次清洗包括两遍清洗过程，两遍清洗均独立地采用自来水清洗，清洗时间为0.5～25min。
二次清洗第一遍和第二遍清洗时间典型但非限制性的例如为0.5min、1min、5min、10min、15min、20min或25min。
优选地，控制自来水氯离子浓度为0～50ppm，例如0.1ppm、0.5ppm、1ppm、5ppm、10ppm、20ppm、30ppm、40ppm或50ppm。
除灰后进行两遍自来水清洗，有效洗净前处理过程中的溶液，防止溶液残留对铝合金基体造成损伤，影响后续的阳极氧化处理。
通过在阳极氧化处理前对铝合金构件进行包括除油、碱蚀、一次清洗、除灰和二次清洗的前处理过程，能够很好地以除去铝材表面油污和自然氧化膜，以及获得光亮的活性表面，从而为进行阳极氧化做好准备，对基体损伤较小，减少了铝材损耗，对铝材经碱浸蚀之后的表面挂灰能够有效的针对性去除，对基体铝材的溶解极少，同时对表面也有一定的整平光亮作用。
进一步，在本发明提供的技术方案的基础上，阳极氧化处理步骤和封闭处理步骤之间还包括三次清洗步骤；
三次清洗包括两遍自来水清洗和一遍去离子水清洗。
三次清洗
阳极氧化后进行两遍自来水清洗，一遍去离子水清洗。
优选阳极氧化后用自来水对铝合金构件表面进行漂洗，调节自来水ph为0～4，水清洗时间1.5～7min，温度为室温；再次用自来水对工件表面进行漂洗，水清洗时间为0.5～6min，控制自来水ph为2～6之间；用去离子水对工件表面进行清洗，清洗时间为0.5～30min，控制去离子水电导率为0.1～200μs/cm。
三次清洗第一遍采用自来水清洗，自来水ph例如为0.2、0.5、1、2、3或4，第一遍自来水清洗时间典型但非限制性的例如为1.5min、2min、3min、4min、5min、6min或7min。
三次清洗二遍采用自来水清洗，自来水ph例如为2、3、4、5或6，第二遍自来水清洗时间典型但非限制性的例如为0.5min、1min、2min、3min、4min、5min或6min。
三次清洗第三遍采用去离子水清洗，去离子水电导率例如为0.1μs/cm、1μs/cm、5μs/cm、10μs/cm、20μs/cm、50μs/cm、80μs/cm、100μs/cm、150μs/cm或200μs/cm，去离子水清洗时间典型但非限制性的例如为0.5min、1min、2min、3min、4min、5min、10min、15min、20min、25min或30min。
通过清洗能够有效去除阳极氧化后铝合金车身构件上酸的残留物，做好封闭处理准备，防止氧化膜污染同时防止氧化膜过早封闭。
一种典型的铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺，包括以下步骤：
(a)除油：采用除油液对铝合金车身构件进行除油，除油温度为50～70℃，除油时间为4～60min；
(b)碱蚀：采用含有60～100g/l的naoh、130～180g/l的al粉和15～25g/l的添加剂的碱蚀液进行碱蚀，碱蚀温度为65～72℃，碱蚀时间为5～20min，控制碱蚀速率为3～7g/m2/min；
(c)碱洗：采用含有5～25g/l的naoh和0～60g/l的al粉的溶液清洗，清洗温度为35～45℃，清洗时间为1.5～6min；
(d)采用自来水水洗两遍，两遍水洗时间均独立地为0.5～7min；
(e)除灰：采用硫酸溶液除灰，除灰时间为4～20min；
(f)采用自来水水洗两遍，两遍水洗时间均独立地为0.5～25min；
(g)阳极氧化：采用含有5～10g/l铝离子的浓度为170～190g/l的h2so4溶液作为阳极氧化液，阳极氧化处理时电流密度为1.4～1.6a/dm2，氧化温度为17～20℃，阳极氧化处理后氧化膜厚度为2～10μm；
(h)采用自来水水洗一遍，水洗时间为1.5～7min，自来水ph为0～4；
(i)采用自来水水洗一遍，水洗时间为0.5～6min，自来水ph为2～6；
(j)采用去离子水水洗一遍，水洗时间为0.5～30min，去离子水电导率为0.1～200μs/cm；
(k)封闭：采用ph为5.5～6.5、总固体悬浮物浓度为0～30mg/l、温度为96～100℃且含有1.5～4mg/l热封闭添加剂hs98的热水进行封闭处理，封闭时间为10～45min。
该典型的铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺包括除油、碱蚀、清洗(碱洗一遍、水洗两遍)、除灰、清洗(水洗两遍)、阳极氧化、清洗(水洗三遍)和高温封闭工序，通过这些工序及工序参数之间的相互配合，处理后的铝合金车身构件表面形成2～10μm的氧化膜，同时经过封闭处理，耐蚀性能提高，采用该表面处理工艺处理后的铝合金车身构件胶接性能好，胶接后的连接强度高于传统的焊接连接强度，通过采用该工艺处理后的6063铝合金试样，胶接后试片的最大胶接载荷可达到37kn，能量可达200j，符合全铝车身挤压型材6063的标准设计连接性能要求。此外，处理后的铝合金零部件耐蚀性能提高，通过试验发现处理后的零部件耐中性盐雾试验可达到1400h，高于普通铝合金材料。
根据本发明的第二个方面，提供了一种应用上述的铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺处理得到的铝合金车身构件，包括铝合金车身构件基体和铝合金车身构件基体表面的氧化膜。
通过采用本发明的铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺使铝合金车身构件表面形成厚度为2～10μm的极性氧化物γ-al2o3氧化膜层，形成了特定形貌和结构的微孔，能够形成均匀的多孔，使在胶接过程中胶黏剂分子渗入到微孔中，与其形成较好的机械连接。该氧化膜层厚度能够获得最优的车辆所需的综合性能，采用该铝合金车身构件胶接后的最大胶接载荷和能量能够满足全铝车身的连接性能要求。
根据本发明的第三个方面，提供了一种铝合金车身构件的连接方法，将多个上述的铝合金车身构件进行胶接。该方法通过采用上述表面处理工艺处理后的铝合金车身构件进行胶接，这种面接触的胶接连接方法，通过表面处理后连接强度高，大于传统焊接强度，且不易发生应力集中，疲劳强度也相对较高，综合性能优，能够获得高强度的全铝车身。
根据本发明的第四个方面，提供了一种应用上述铝合金车身构件的连接方法连接得到的铝合金车身。
根据本发明的第五个方面，提供了一种包括上述铝合金车身的汽车。
这种用于全铝车身骨架的表面处理工艺通过将铝合金车身构件进行表面处理、胶接，形成高强度的全铝车身骨架，车身不仅轻质，而且强度高，安全性能好，应用前景广阔。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明通过阳极氧化和封闭表面处理工艺对铝合金车身构件胶接前进行表面处理，克服了传统普适性的工艺条件不能充分发挥胶接的强度和性能，不能达到满足全铝车身的连接性能要求，连接后车身的综合性能较差的缺陷，利用阳极氧化后微孔形貌促进粘结性能，阳极化处理后，其表面生成极性的氧化物γ-al2o3，极性氧化物的存在可以提高其在界面上与胶黏剂之间的色散力和范德华力，同时与胶黏剂中的极性基团之间形成共价键，通过采用本发明主要成分为硫酸的阳极氧化液在1.4～1.6a/dm2的电流密度和17～20℃的阳极氧化温度条件下对铝合金车身构件进行阳极氧化表面处理，表面处理工艺处理后的铝合金构件胶接性能好，能够满足全铝车身的连接性能要求。
(2)采用本发明主要成分为硫酸的阳极氧化液在1.4～1.6a/dm2的电流密度和17～20℃的阳极氧化温度条件下对铝合金车身构件进行阳极氧化表面处理，处理后的铝合金车身构件表面形成2～10微米特定厚度的氧化膜层，形成了特定形貌和结构的微孔，形成均匀的多孔，使在胶接过程中胶黏剂分子渗入到微孔中，与其形成较好的机械连接，该氧化膜层厚度能够获得最优的车辆所需的综合性能。同时经过在96～100℃的热水中封闭10～45min的封闭处理后微孔处于半封状态，耐蚀性能提高。通过阳极氧化处理和封闭处理使得处理后的铝合金构件不仅抗腐蚀，而且胶接性好。采用本发明表面处理工艺处理后的铝合金车身构件胶接后的最大胶接载荷和能量大，连接强度高，大于传统焊接强度，且不易发生应力集中，疲劳强度也相对较高，综合性能优，能够获得高强度的全铝车身，有效保证了整车性能。
(3)试验表明，通过采用本发明工艺处理后的6063铝合金试样，胶接后试片的最大胶接载荷可达30kn以上，能量可达150j以上，符合全铝车身挤压型材6063的标准设计连接性能要求，同时通过采用本发明工艺处理后的铝合金零部件耐中性盐雾试验可达到1200h以上。
附图说明
图1为最大胶接载荷和能量与阳极氧化层厚度的关系图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
lq18除油液、碱蚀添加剂1015blend、除灰剂d17blend和热封闭添加剂hs98均购于almetron公司。
实施例1
一种铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺，包括以下步骤：
(1)除油：采用体积分数为3％的lq18除油液对铝合金车身构件进行除油，除油温度为70℃，除油时间为4min；
(2)碱蚀：碱蚀槽中含有60g/l的naoh、150g/l的al粉和15g/l的1015blend添加剂，碱蚀温度为65℃，碱蚀时间为20min，控制碱蚀速率为3g/m2/min；
(3)碱洗：清洗槽中含有5g/l的naoh、5g/l的al粉，清洗温度为38℃，清洗时间为5min；
(4)采用自来水水洗两遍，两遍水洗时间均独立地为0.5min，自来水中氯离子浓度为20ppm；
(5)除灰：采用体积分数为2％的d17blend除灰，除灰时间为15min；
(6)采用自来水水洗两遍，两遍水洗时间均独立地为0.5min，自来水中氯离子浓度为20ppm；
(7)阳极氧化：阳极氧化处理的电流密度为1.4a/dm2，氧化温度为18℃，氧化槽内h2so4溶液浓度为170g/l，铝离子浓度为2g/l，阳极氧化后得到厚度为2μm的氧化膜；
(8)采用自来水水洗一遍，水洗时间为1.5min，自来水ph为1；
(9)采用自来水水洗一遍，水洗时间为1min，自来水ph为3；
(10)采用去离子水水洗一遍，水洗时间为0.5min，去离子水电导率为100μs/cm；
(11)封闭：采用热水封闭，水的ph为5.5，电导率为1000μs/cm，总固体悬浮物浓度为10mg/l，水中含有1.5mg/l热封闭添加剂hs98，封闭温度为96℃，封闭时间为45min。
实施例2
一种铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺，包括以下步骤：
(1)除油：采用体积分数为10％的lq18除油液对铝合金车身构件进行除油，除油温度为50℃，除油时间为60min；
(2)碱蚀：碱蚀槽中含有100g/l的naoh、140g/l的al粉和25g/l的1015blend添加剂，碱蚀温度为72℃，碱蚀时间为5min，控制碱蚀速率为7g/m2/min；
(3)碱洗：清洗槽中含有25g/l的naoh、30g/l的al粉，清洗温度为42℃，清洗时间为4min；
(4)采用自来水水洗两遍，两遍水洗时间均独立地为7min，自来水中氯离子浓度为50ppm；
(5)除灰：采用体积分数为10％的d17blend除灰，除灰时间为12min；
(6)采用自来水水洗两遍，两遍水洗时间均独立地为25min，自来水中氯离子浓度为50ppm；
(7)阳极氧化：阳极氧化处理的电流密度为1.45a/dm2，氧化温度为19℃，氧化槽内h2so4溶液浓度为175g/l，铝离子浓度为3g/l，阳极氧化后得到厚度为3μm的氧化膜；
(8)采用自来水水洗一遍，水洗时间为7min，自来水ph为4；
(9)采用自来水水洗一遍，水洗时间为4min，自来水ph为5；
(10)采用去离子水水洗一遍，水洗时间为30min，去离子水电导率为150μs/cm；
(11)封闭：采用热水封闭，水的ph为6.5，电导率为2000μs/cm，总固体悬浮物浓度为30mg/l，水中含有4mg/l热封闭添加剂hs98，封闭温度为100℃，封闭时间为10min。
实施例3
一种铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺，包括以下步骤：
(1)除油：采用体积分数为5％的lq18除油液对铝合金车身构件进行除油，除油温度为60℃，除油时间为30min；
(2)碱蚀：碱蚀槽中含有80g/l的naoh、160g/l的al粉和20g/l的1015blend添加剂，碱蚀温度为68℃，碱蚀时间为16min，控制碱蚀速率为4g/m2/min；
(3)碱洗：清洗槽中含有10g/l的naoh、60g/l的al粉，清洗温度为40℃，清洗时间为3min；
(4)采用自来水水洗两遍，两遍水洗时间均独立地为5min，自来水中氯离子浓度为10ppm；
(5)除灰：采用体积分数为5％的d17blend除灰，除灰时间为10min；
(6)采用自来水水洗两遍，两遍水洗时间均独立地为15min，自来水中氯离子浓度为10ppm；
(7)阳极氧化：阳极氧化处理的电流密度为1.5a/dm2，氧化温度为18℃，氧化槽内h2so4溶液浓度为180g/l，铝离子浓度为5g/l，阳极氧化后得到厚度为4μm的氧化膜；
(8)采用自来水水洗一遍，水洗时间为3min，自来水ph为2；
(9)采用自来水水洗一遍，水洗时间为2min，自来水ph为3；
(10)采用去离子水水洗一遍，水洗时间为15min，去离子水电导率为180μs/cm；
(11)封闭：采用热水封闭，水的ph为6，电导率为1500μs/cm，总固体悬浮物浓度为15mg/l，水中含有2mg/l热封闭添加剂hs98，封闭温度为99℃，封闭时间为15min。
实施例4
一种铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺，包括以下步骤：
(1)除油：采用体积分数为3％的体积分数为6％的lq18除油液对铝合金车身构件进行除油，除油温度为55℃，除油时间为40min；
(2)碱蚀：碱蚀槽中含有70g/l的naoh、180g/l的al粉和18g/l的1015blend添加剂，碱蚀温度为70℃，碱蚀时间为10min，控制碱蚀速率为5g/m2/min；
(3)碱洗：清洗槽中含有15g/l的naoh、30g/l的al粉，清洗温度为45℃，清洗时间为1.5min；
(4)采用自来水水洗两遍，两遍水洗时间均独立地为6min，自来水中氯离子浓度为30ppm；
(5)除灰：采用d17blend除灰，除灰时间为20min；
(6)采用自来水水洗两遍，两遍水洗时间均独立地为10min，自来水中氯离子浓度为30ppm；
(7)阳极氧化：阳极氧化处理的电流密度为1.5a/dm2，氧化温度为19℃，氧化槽内h2so4溶液浓度为185g/l，铝离子浓度为4g/l，阳极氧化后得到厚度为9μm的氧化膜；
(8)采用自来水水洗一遍，水洗时间为5min，自来水ph为3；
(9)采用自来水水洗一遍，水洗时间为0.5min，自来水ph为6；
(10)采用去离子水水洗一遍，水洗时间为10min，去离子水电导率为120μs/cm；
(11)封闭：采用热水封闭，水的ph为5.8，电导率为500μs/cm，总固体悬浮物浓度为5mg/l，水中含有3mg/l热封闭添加剂hs98，封闭温度为98℃，封闭时间为20min。
实施例5
一种铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺，包括以下步骤：
(1)除油：采用体积分数为8％的lq18除油液对铝合金车身构件进行除油，除油温度为65℃，除油时间为20min；
(2)碱蚀：碱蚀槽中含有90g/l的naoh、130g/l的al粉和22g/l的1015blend添加剂，碱蚀温度为69℃，碱蚀时间为15min，控制碱蚀速率为6g/m2/min；
(3)碱洗：清洗槽中含有10g/l的naoh、20g/l的al粉，清洗温度为35℃，清洗时间为6min；
(4)采用自来水水洗两遍，两遍水洗时间均独立地为2min，自来水中氯离子浓度为0.5ppm；
(5)除灰：采用体积分数为8％的d17blend除灰，除灰时间为4min；
(6)采用自来水水洗两遍，两遍水洗时间均独立地为20min，自来水中氯离子浓度为0.5ppm；
(7)阳极氧化：阳极氧化处理的电流密度为1.6a/dm2，氧化温度为20℃，氧化槽内h2so4溶液浓度为190g/l，铝离子浓度为5g/l，阳极氧化后得到厚度为10μm的氧化膜；
(8)采用自来水水洗一遍，水洗时间为5min，自来水ph为2；
(9)采用自来水水洗一遍，水洗时间为6min，自来水ph为2；
(10)采用去离子水水洗一遍，水洗时间为20min，去离子水电导率为50μs/cm；
(11)封闭：采用热水封闭，水的ph为6.2，电导率为200μs/cm，总固体悬浮物浓度为15mg/l，水中含有3mg/l热封闭添加剂hs98，封闭温度为97℃，封闭时间为30min。
实施例6
一种铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺，包括以下步骤：
(1)阳极氧化：对铝合金车身构件进行阳极氧化处理，电流密度为1.4a/dm2，氧化温度为18℃，氧化槽内h2so4溶液浓度为170g/l，铝离子浓度为2g/l，阳极氧化后得到厚度为2μm的氧化膜；
(2)采用自来水水洗一遍，水洗时间为1.5min，自来水ph为1；
(3)采用自来水水洗一遍，水洗时间为1min，自来水ph为3；
(4)采用去离子水水洗一遍，水洗时间为0.5min，去离子水电导率为100μs/cm；
(5)封闭：采用热水封闭，水的ph为5.5，电导率为1000μs/cm，总固体悬浮物浓度为10mg/l，水中含有1.5mg/l热封闭添加剂hs98，封闭温度为96℃，封闭时间为45min。
实施例7
一种铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺，其中步骤(1)采用市售的碱性除油液，其余步骤和条件与实施例2相同。
实施例8
一种铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺，其中步骤(2)中含有15g/l的葡萄糖酸钠添加剂，其余步骤和条件与实施例3相同。
实施例9
一种铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺，其中步骤(5)采用浓度为180g/l的硫酸溶液除灰，其余步骤和条件与实施例4相同。
实施例10
一种铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺，其中步骤(11)水中不含有热封闭添加剂hs98，其余步骤和条件与实施例5相同。
对比例1
一种铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺，其中步骤(7)采用铬酸作为阳极氧化液，阳极氧化后得到厚度为3μm的氧化膜，其余步骤和条件与实施例5相同。
对比例2
一种铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺，其中步骤(7)采用草酸作为阳极氧化液，阳极氧化后得到厚度为30μm的氧化膜，其余步骤和条件与实施例1相同。
对比例3
一种铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺，其中不包括步骤(11)的封闭处理，其余步骤和条件与实施例2相同。
对比例4
一种铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺，其中步骤(11)的封闭步骤为将步骤(10)得到的铝合金构件放置在浓度8g/l、温度为95℃、ph5.5的醋酸镍溶液中，静置20min，其余步骤和条件与实施例3相同。
对比例5
一种铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺，其中步骤(11)的封闭温度为92℃，封闭时间为50min，其余步骤和条件与实施例3相同。
对比例6
一种铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺，其中步骤(7)的阳极氧化步骤为：阳极氧化处理的电流密度为2.0a/dm2，氧化温度为16℃，氧化槽内h2so4溶液浓度为160g/l，铝离子浓度为1g/l，阳极氧化后得到厚度为14μm的氧化膜，其余步骤和条件与实施例4相同。
对比例7
一种铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺，其中步骤(7)的阳极氧化步骤为：阳极氧化处理的电流密度为2.5a/dm2，氧化温度为15℃，氧化槽内h2so4溶液浓度为150g/l，铝离子浓度为1g/l，阳极氧化后得到厚度为22μm的氧化膜，其余步骤和条件与实施例4相同。
对比例8
一种铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺，对铝合金车身构件进行机械打磨和喷砂。
试验例试片胶接后强度和耐蚀性测试
分别应用实施例1～10以及对比例1～8的表面处理工艺处理6063铝合金车身构件试片，对同一处理工艺处理后的试片进行胶接，采用的胶接剂相同，对胶接后试片在拉伸机上进行拉伸测试，根据拉伸曲线得到最大胶接载荷和能量，结果如表1所示。并以焊接的6063铝合金车身构件试片作为对照。
最大胶接载荷为在拉伸载荷作用下破坏时单位胶接面所承受的应力，从拉伸曲线上看为纵坐标最高点，能量为拉伸曲线中应力与应变所围成的面积。
分别应用实施例1～10以及对比例1～8的表面处理工艺处理6063铝合金车身构件试片进行耐中性盐雾试验(可添加具体试验过程)，每组的试验条件相同，记录每组试片耐中性盐雾试验时间。
表1胶接后最大胶接载荷和能量测试结果
由表1可以看出，采用本发明的表面处理工艺处理后的6063铝合金车身构件试片胶接后的最大胶接载荷和能量大，连接强度高，最大胶接载荷为30～34kn，能量为108～165j。在拉伸剪切过程中，连接强度大于34kn才失效，而焊接在16kn的时候就失效，因此通过本发明的表面处理工艺处理后铝合金构件的连接强度大于传统焊接强度，且不易发生应力集中，疲劳强度也相对较高，综合性能优，能够获得高强度的全铝车身，有效保证了整车性能。
对比例1与实施例5相比，阳极氧化步骤中的阳极氧化液采用铬酸，得到的阳极氧化膜厚度较薄，获得的氧化膜结构不利于胶接，胶接后的强度明显下降，不能很好地满足对铝合金车身强度的要求。对比例2与实施例1相比，阳极氧化步骤中的阳极氧化液采用草酸，得到的阳极氧化膜厚度较厚，也不利于胶接，胶接效果不好，最大胶接载荷和能量均有明显下降。
对比例3与实施例2相比，阳极氧化后不进行封闭处理，虽然胶接性能较好，但得到的铝合金构件耐蚀性能不佳。对比例4与实施例3相比，封闭采用浓度8g/l、温度为95℃、ph5.5的醋酸镍溶液作为封闭液，封闭条件不同，对比例5与实施例3相比，封闭温度较低，封闭效果不好，试片的耐中性盐雾试验时间有所下降，耐蚀性能不好，由此可以看出，本发明的封闭处理通过采用特定温度条件下的热水进行封闭，封闭效果好，不影响胶接性能，零部件耐中性盐雾试验可达到1400h，高于普通铝合金材料。
对比例6与实施例4相比，采用不同的阳极氧化条件，阳极氧化后得到厚度为14μm的氧化膜，对比例7与实施例4相比，采用不同的阳极氧化条件，阳极氧化后得到厚度为22μm的氧化膜，试片胶接后的最大胶接载荷有小幅下降但整体变化不大，但能量明显下降，强度和综合性能不能满足全铝车身骨架的连接性能要求。
对比例8提供的铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺为机械打磨和喷砂，对处理后得到的铝合金构件进行胶接，最大胶接载荷和能量均有明显下降，胶接强度和综合性能较差，不能满足铝合金车身的性能要求，同时，铝合金构件的耐蚀性能也较差。
实施例6与实施例1相比，铝合金构件在阳极氧化前未经除油、碱蚀、除灰等前处理工艺，实施例6处理后铝合金构件的胶接效果不如实施例1好。实施例7与实施例2相比，除油过程采用市售的碱性除油液，除油效果不如实施例2好，胶接后效果不如实施例2好。实施例8与实施例3相比，碱蚀过程采用15g/l的葡萄糖酸钠作为添加剂，碱蚀效果不如采用1015blend添加剂效果好，胶接后效果不如实施例3好。实施例9与实施例4相比，除灰过程采用硫酸溶液而未采用d17blend溶液，除灰效果不如实施例4好，胶接后效果不如实施例4好。实施例10与实施例5相比，封闭时不含有热封闭添加剂hs98，封闭效果有所下降，实施例10得到铝合金构件的耐蚀性能不如实施例5好。
图1为最大胶接载荷和能量与阳极氧化层厚度的关系图。从图1可以看出，在3～22μm厚度之间载荷随厚度变化影响较小，但能量在4μm以后性能大幅度下降，本发明应用的厚度为2～10μm，因此本发明工艺获得的氧化膜厚度，是车辆所需的综合性能相对最优的，完全符合对于全铝车身骨架的性能要求。
应用本发明的铝合金车身构件胶接前的表面处理工艺处理5754铝合金车身构件试片和a356铝合金车身构件试片，结果发现，试片胶接后的胶接性能好，同样高于其焊接性能，5754铝合金车身构件试片胶接后的最大胶接载荷可达33kn，a356铝合金车身构件试片胶接后的最大胶接载荷可达52kn。
综上所述，本发明通过特定条件的表面处理工艺对铝合金车身构件胶接前进行表面处理，克服了传统普适性的工艺条件不能充分发挥胶接的强度和性能，不能达到满足全铝车身的连接性能要求，连接后车身的综合性能较差的缺陷，通过阳极氧化和封闭处理获得特定厚度和微孔构成的氧化膜层，形成均匀的多孔，使在胶接过程中胶黏剂分子渗入到微孔中，与其形成较好的机械连接，该氧化膜层厚度能够获得最优的车辆所需的综合性能，通过采用本发明表面处理工艺处理后的铝合金构件胶接性能好，胶结后的最大胶接载荷和能量大，连接强度高，大于传统焊接强度，且不易发生应力集中，疲劳强度也相对较高，综合性能优。同时封闭处理后的铝合金耐蚀性能佳，同时保证了作为车身使用的铝合金构件的胶接性能和耐蚀性能，能够满足全铝车身的连接性能要求，获得高强度的全铝车身，有效保证了整车性能。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。