千京科技對(duì)軌道車輛車窗粘接密封用膠進(jìn)行淺析
近年來(lái)，隨著軌道客車行業(yè)的發(fā)展，對(duì)列車的舒適性、整車氣密性要求越來(lái)越高，車窗安裝由粘接結(jié)構(gòu)取代了機(jī)械連接結(jié)構(gòu)。粘接結(jié)構(gòu)可以起到減震、吸收形變、降低噪音等作用。通常車窗粘接有2種方式，一種是玻璃與車窗型材框架預(yù)先進(jìn)行粘接，然后車窗框架型材再與車體結(jié)構(gòu)進(jìn)行粘接；另一種是窗帶結(jié)構(gòu)，玻璃直接與車體結(jié)構(gòu)進(jìn)行粘接。目前應(yīng)用最多膠種是聚氨酯膠和改性硅烷膠。本文從粘接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)及施工工藝等方面對(duì)軌道車輛車窗粘接密封用膠進(jìn)行淺析。
1 粘接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
粘接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是采用有限元分析軟件進(jìn)行，通過(guò)粘接接頭在機(jī)械、介質(zhì)復(fù)合作用下的性能指標(biāo)來(lái)計(jì)算粘接接頭的負(fù)荷。采用彈簧單元模擬粘接，首先在車窗幾何模型上把粘接的位置切割下來(lái)，并劃分網(wǎng)格，然后用彈簧單元連接車窗和車體上對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)來(lái)模擬粘接，由此計(jì)算出彈簧的內(nèi)力，用彈簧的內(nèi)力除以粘接面積，即是粘接應(yīng)力?？梢圆捎肁NSYS軟件進(jìn)行粘接強(qiáng)度分析。
2 粘接驗(yàn)證試驗(yàn)
根據(jù)計(jì)算所得膠粘劑的強(qiáng)度要求，確定膠種進(jìn)行試驗(yàn)，通常需要進(jìn)行膠粘劑性能試驗(yàn)和基材粘接性測(cè)試。
2.1 性能試驗(yàn)
性能試驗(yàn)包括剪切強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、硬度、收縮率、耐紫外等性能指標(biāo)。軌道行業(yè)普遍采用的典型粘接膠粘劑性能.
2.2 基材粘接性測(cè)試
該試驗(yàn)用于判定膠粘劑在不同粘接基材上的耐久性。
試驗(yàn)過(guò)程：基材尺寸為A4紙大小，首先將基材表面經(jīng)打磨、清潔、活化、刷涂底膠等工序處理，然后用手動(dòng)或氣動(dòng)膠槍在基材表面涂打帶狀粘接材料，長(zhǎng)度至少為50 mm。每塊基材至少涂打5個(gè)膠條，用刮板將膠條刮成5 mm厚度后進(jìn)行固化和加速老化，每個(gè)試驗(yàn)條件完成后用壁紙刀對(duì)膠條斜向進(jìn)行破壞，割膠時(shí)用尖嘴鉗子夾緊（剝落角度130°~160°）。粘接面為面漆和/或底漆時(shí)，割破漆面以便檢驗(yàn)。在進(jìn)行破壞的過(guò)程中，除粘接表面外，膠條帶應(yīng)被橫向切割5～10 mm。在膠條經(jīng)受進(jìn)一步的負(fù)載時(shí)，每次切割應(yīng)持續(xù)大約3 s。試驗(yàn)長(zhǎng)度至少應(yīng)是50 mm。試驗(yàn)結(jié)果表明，＞95%膠粘劑內(nèi)聚破壞為合格。
2.3 疲勞試驗(yàn)
根據(jù)運(yùn)行要求，動(dòng)車組車窗需要進(jìn)行整窗實(shí)物疲勞振動(dòng)試驗(yàn)。按照現(xiàn)車結(jié)構(gòu)和工藝將車窗粘在帶有窗口的小塊側(cè)墻上，固化完全后進(jìn)行疲勞試驗(yàn)。試驗(yàn)振動(dòng)頻次及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)參照UIC564執(zhí)行，主要試驗(yàn)包括振動(dòng)、極端壓力變化、高低溫淋雨等。
3 粘接工藝
3.1 環(huán)境及開(kāi)工前準(zhǔn)備
—粘接、打磨等需要有單獨(dú)區(qū)域，并需做好區(qū)域標(biāo)識(shí)。
—溫度范圍：15～35 ℃。
—相對(duì)空氣濕度：20%～70%。
—粉塵：空氣中塵埃負(fù)荷必需?。ㄇ鍧?、活化后的粘接面在通風(fēng)結(jié)束后沒(méi)有可見(jiàn)的塵埃）。
—粘接區(qū)域要遠(yuǎn)離焊接、噴砂、噴漆等可產(chǎn)生煙氣、粉塵、懸浮物等的作業(yè)。
—通風(fēng)要求：確保工作區(qū)的通風(fēng)（不允許有穿堂風(fēng)）。
—工作過(guò)程中照明要充足，要有足夠的陽(yáng)光照射。
—粘接工作前需要按照清潔、活化、涂底膠等的產(chǎn)品說(shuō)明書要求做好個(gè)人防護(hù)。手套等防護(hù)用品不得含硅、滑石粉、絨毛等東西。
—粘接廢棄物要按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行處理。
—檢查壓縮空氣是否有水、油等污物。
—膠粘劑以及配套清潔劑需要在開(kāi)工前運(yùn)至工作現(xiàn)場(chǎng)，5 ℃以下的季節(jié)需要提前24 h，5 ℃以上的季節(jié)需要提前12 h，并按要求存放。
—準(zhǔn)備表面處理、清潔、涂膠安裝等用工裝、工具以及輔助材料。
—準(zhǔn)備警報(bào)提示、封鎖帶、標(biāo)簽等固化期間警告標(biāo)示。
—檢查膠粘劑以及配套清潔劑是否匹配，并確保在保質(zhì)期范圍內(nèi)，清潔劑打開(kāi)時(shí)需要在瓶體標(biāo)注開(kāi)瓶日期，并按照產(chǎn)品技術(shù)說(shuō)明的要求標(biāo)注使用期限。使用后的清潔劑需要蓋緊瓶蓋密封。
3.2 粘接面清潔
表面處理：粘接金屬基材表面需要無(wú)氧化層和銹蝕層，如有需要用砂紙或工業(yè)百潔布等進(jìn)行打磨清理。
用不掉毛的擦布或擦紙蘸取膠粘劑配套清潔劑擦拭粘接表面，擦拭時(shí)擦紙臟污需要翻面或更換，擦拭至擦紙表面沒(méi)有黑色油污為止，干燥10 min后進(jìn)行下一步操作，清潔后表面不得二次污染。
3.3 粘接面活化
用不掉毛的擦布或擦紙蘸取少量活化劑擦拭清潔過(guò)的粘接面時(shí)，沿一個(gè)方向擦拭，且只擦拭一遍，然后用干凈的擦紙或擦布將過(guò)量的活化劑擦掉。揮發(fā)10 min后可進(jìn)行下一步操作。擦拭后2 h內(nèi)沒(méi)有進(jìn)行下一步操作，需要重新清潔、活化。
3.4 刷底膠
粘接面按要求清潔、活化后，進(jìn)行底膠刷涂。底涂劑開(kāi)瓶前需要上下?lián)u晃，聽(tīng)見(jiàn)瓶?jī)?nèi)鋼球碰撞的聲音，再搖晃1 min后可以倒出使用，用毛刷沿一個(gè)方向在粘接面刷一薄層底膠，要求刷涂均勻，無(wú)漏涂。刷涂后需要揮發(fā)30 min以上再進(jìn)行涂膠。干燥時(shí)間6 h（具體時(shí)間依據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求），超過(guò)時(shí)間需要重新活化。
3.5 涂膠
粘接時(shí)膠嘴需要選用或根據(jù)涂膠寬度切割成合適的三角型膠嘴，用風(fēng)動(dòng)膠槍或膠泵在涂過(guò)底膠的粘接面進(jìn)行涂膠，涂打前需要將先打出的100 mm左右膠條廢棄不用，膠條涂打要均勻、連續(xù)、無(wú)氣泡。涂完膠按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行粘接、定位和工裝加固。粘接后需要至少固化48 h才可撤下工裝進(jìn)行下一工序。72 h后可以平穩(wěn)移動(dòng)車輛和密封縫隙。
4 結(jié)語(yǔ)
車窗粘接在軌道客車裝配中屬關(guān)鍵特殊工序，過(guò)程決定結(jié)果。只有粘接計(jì)算、試驗(yàn)、施工每個(gè)過(guò)程都做到精細(xì)嚴(yán)謹(jǐn)，才能保證客車運(yùn)行。
