錢秀敏（長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司，吉林 長(zhǎng)春 130062）

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軌道客車車窗粘接密封用膠淺析

錢秀敏
（長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司，吉林 長(zhǎng)春 130062）

摘要：從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)以及施工工藝等方面對(duì)車窗粘接進(jìn)行分析，闡述各個(gè)過(guò)程的技術(shù)參數(shù)要求和控制因素。

關(guān)鍵詞：車窗粘接；計(jì)算分析；試驗(yàn)驗(yàn)證；施工工藝

近年來(lái)，隨著軌道客車行業(yè)的發(fā)展，對(duì)列車的安全舒適性、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)算粘接接頭的最大負(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見(jiàn)表1～2。

表1　聚氨酯膠SIKA265性能參數(shù)Tab.1 Performance parameters of SIKA265 polyurethane adhesive

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。具體實(shí)驗(yàn)條件見(jiàn)表3。

表2　改性硅烷膠bostik70-08性能參數(shù)Tab.2 Performance parameters of bostik70-08 modified silane adhesive

表3　試驗(yàn)條件Tab.3 Test condition

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鍧崱⒒罨蟮恼辰用嬖谕L(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)品安全說(shuō)明書(shū)要求做好個(gè)人安全防護(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)注最大使用期限。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。最大干燥時(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

Brief analysis of sealing adhesives for railway vehicle windows

QIAN Xiu-min
(CNR Changchun Railway Vehicles Co., Ltd., Changchun, Jilin 130062, China)

Abstract：The bonding structure design, experiments, construction technology, etc. during bonding of the vehicle windows were briefly analyzed in this paper. And the technical parameter requirements and their control during each process were also elaborated.

Key word：glass bonding; computer modeling; experiments verification; construction technology

作者簡(jiǎn)介：錢秀敏（1973-），女，高級(jí)工程師。研究方向：粘接應(yīng)用開(kāi)發(fā)。E-mail：qianxiumin@163.com。

收稿日期：2015-12-09

中圖分類號(hào)：TQ436+.6

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-5922（2016）04-0074-03