千京科技對軌道車輛車窗粘接密封用膠進行淺析

近年來，隨著軌道客車行業(yè)的發(fā)展，對列車的舒適性、整車氣密性要求越來越高，車窗安裝由粘接結(jié)構(gòu)取代了機械連接結(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)先進行粘接，然后車窗框架型材再與車體結(jié)構(gòu)進行粘接；另一種是窗帶結(jié)構(gòu)，玻璃直接與車體結(jié)構(gòu)進行粘接。目前應(yīng)用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、試驗及施工工藝等方面對軌道車輛車窗粘接密封用膠進行淺析。

1 粘接結(jié)構(gòu)設(shè)計

粘接結(jié)構(gòu)設(shè)計是采用有限元分析軟件進行，通過粘接接頭在機械、介質(zhì)復(fù)合作用下的性能指標來計算粘接接頭的負荷。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，并劃分網(wǎng)格，然后用彈簧單元連接車窗和車體上對應(yīng)的節(jié)點來模擬粘接，由此計算出彈簧的內(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軟件進行粘接強度分析。

2 粘接驗證試驗

根據(jù)計算所得膠粘劑的強度要求，確定膠種進行試驗，通常需要進行膠粘劑性能試驗和基材粘接性測試。

2.1 性能試驗

性能試驗包括剪切強度、拉伸強度、硬度、收縮率、耐紫外等性能指標。軌道行業(yè)普遍采用的典型粘接膠粘劑性能.

2.2 基材粘接性測試

該試驗用于判定膠粘劑在不同粘接基材上的耐久性。

試驗過程：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，然后用手動或氣動膠槍在基材表面涂打帶狀粘接材料，長度至少為50 mm。每塊基材至少涂打5個膠條，用刮板將膠條刮成5 mm厚度后進行固化和加速老化，每個試驗條件完成后用壁紙刀對膠條斜向進行破壞，割膠時用尖嘴鉗子夾緊（剝落角度130°~160°）。粘接面為面漆和/或底漆時，割破漆面以便檢驗。在進行破壞的過程中，除粘接表面外，膠條帶應(yīng)被橫向切割5～10 mm。在膠條經(jīng)受進一步的負載時，每次切割應(yīng)持續(xù)大約3 s。試驗長度至少應(yīng)是50 mm。試驗結(jié)果表明，＞95%膠粘劑內(nèi)聚破壞為合格。

2.3 疲勞試驗

根據(jù)運行要求，動車組車窗需要進行整窗實物疲勞振動試驗。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，固化完全后進行疲勞試驗。試驗振動頻次及檢驗標準參照UIC564執(zhí)行，主要試驗包括振動、極端壓力變化、高低溫淋雨等。

3 粘接工藝

3.1 環(huán)境及開工前準備

—粘接、打磨等需要有單獨區(qū)域，并需做好區(qū)域標識。

—溫度范圍：15～35 ℃。

—相對空氣濕度：20%～70%。

—粉塵：空氣中塵埃負荷必需小（清潔、活化后的粘接面在通風結(jié)束后沒有可見的塵埃）。

—粘接區(qū)域要遠離焊接、噴砂、噴漆等可產(chǎn)生煙氣、粉塵、懸浮物等的作業(yè)。

—通風要求：確保工作區(qū)的通風（不允許有穿堂風）。

—工作過程中照明要充足，要有足夠的陽光照射。

—粘接工作前需要按照清潔、活化、涂底膠等的產(chǎn)品說明書要求做好個人防護。手套等防護用品不得含硅、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工前運至工作現(xiàn)場，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。

—準備表面處理、清潔、涂膠安裝等用工裝、工具以及輔助材料。

—準備警報提示、封鎖帶、標簽等固化期間警告標示。

—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)，清潔劑打開時需要在瓶體標注開瓶日期，并按照產(chǎn)品技術(shù)說明的要求標注使用期限。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氧化層和銹蝕層，如有需要用砂紙或工業(yè)百潔布等進行打磨清理。

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，擦拭時擦紙臟污需要翻面或更換，擦拭至擦紙表面沒有黑色油污為止，干燥10 min后進行下一步操作，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的粘接面時，沿一個方向擦拭，且只擦拭一遍，然后用干凈的擦紙或擦布將過量的活化劑擦掉。揮發(fā)10 min后可進行下一步操作。擦拭后2 h內(nèi)沒有進行下一步操作，需要重新清潔、活化。

3.4 刷底膠

粘接面按要求清潔、活化后，進行底膠刷涂。底涂劑開瓶前需要上下?lián)u晃，聽見瓶內(nèi)鋼球碰撞的聲音，再搖晃1 min后可以倒出使用，用毛刷沿一個方向在粘接面刷一薄層底膠，要求刷涂均勻，無漏涂。刷涂后需要揮發(fā)30 min以上再進行涂膠。干燥時間6 h（具體時間依據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求），超過時間需要重新活化。

3.5 涂膠

粘接時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，用風動膠槍或膠泵在涂過底膠的粘接面進行涂膠，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)、無氣泡。涂完膠按照圖紙要求進行粘接、定位和工裝加固。粘接后需要至少固化48 h才可撤下工裝進行下一工序。72 h后可以平穩(wěn)移動車輛和密封縫隙。

4 結(jié)語

車窗粘接在軌道客車裝配中屬關(guān)鍵特殊工序，過程決定結(jié)果。只有粘接計算、試驗、施工每個過程都做到精細嚴謹，才能保證客車運行。