羅義

【摘 要】城軌車輛的粘接是一個特殊的、復雜的過程。一般來說，特殊過程的產品實物質量是由生產過程決定，而無法通過事后的產品檢驗保證，因此對特殊過程中的一些重要因素（如“人、機、料、法、環(huán)、測”）和重要參數(shù)（如環(huán)境要素、工藝參數(shù)等）的控制非常重要[1]。文章針對城軌車輛側窗粘接工藝進行研究，試驗證明該側窗粘接工藝的科學性與合理性，充分保證了側窗粘接的質量。

【關鍵詞】城軌車輛；側窗；粘接工藝；工藝路線

【中圖分類號】U270 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2017）09-0051-03

隨著城市現(xiàn)代化進程的加快，我國城市軌道交通車輛也進入了迅速發(fā)展的階段，快捷、準時、安全、高效的城市軌道交通在改善市民出行、緩解城市交通壓力中發(fā)揮著巨大的作用。側窗是車輛的重要組成部分，其密封性、表面質量等對車內乘客的安全性和舒適度有著重要的影響。本文以南寧地鐵2號線車輛側窗粘接工藝作為研究對象，確保制造過程中側窗粘接安裝的質量具有重要的現(xiàn)實意義。

1 側窗的結構與粘接工藝

1.1 側窗結構

城軌車輛側窗采用鋁合金窗框結構，雙層中空安全鋼化玻璃，用粘接劑將玻璃粘接到金屬框上，組成了單件側窗結構。目前，城市軌道交通車輛的側窗普遍采用這種結構。南寧2號線側窗總厚度為20 mm，從車外向車內依次為5 mm厚的玻璃（海天藍）→11 mm厚的空氣→4 mm厚的玻璃（如圖1所示）。

1.2 粘接工藝

在軌道交通車輛的發(fā)展過程中，粘接工藝所占的比例越來越大，如客室側窗、貫通道、地板布、頭罩等。與傳統(tǒng)的焊接、鉚接等連接工藝相比，粘接工藝具有以下優(yōu)點[2-3]：①對材料的適應性強，可用于金屬與非金屬等多種材料的連接；②粘接區(qū)域內應力分布均勻，減少了焊接、鉚接或機械緊固連接等引起的應力集中及局部變形；③密封性好，耐疲勞強度高；④減輕車身重量，連接處美觀；⑤粘接劑的柔性補償了材料膨脹系數(shù)的差異。

1.3 膠粘劑的選擇與特點

在地鐵車輛裝備中，側窗粘接屬于前工序，側窗安裝后很短時間內就要進行下一道工序。所以必須選擇適用于安裝后很短時間就需要移動的部件上的膠粘劑。經(jīng)過對比篩選，我們選用了“波士”7008膠粘劑、“波士”7003密封膠及底圖Primer M。Primer M適用于許多其他非微孔型材質，如金屬、有涂層的鋼材、高分子（玻璃鋼）材料等，其開封后有效期為30 d。

“波士”7008的特點：屬于環(huán)保型產品，不溶于溶劑，無味，抗紫外線、抗老化性能極佳，性能穩(wěn)定，導電率低，著色性能好，對多數(shù)基材都有很好的附著力，有很高的“零時間”初始強度。它是專為交通、運輸工具生產及維修業(yè)開發(fā)的高科技產品，為客車業(yè)、軌道車輛業(yè)、造船業(yè)等提供了快速有效的粘接不同材料的方法。

“波士”7003的特點：屬于環(huán)保型產品，不含溶劑，無味，抗紫外線、抗老化性能極佳，性能穩(wěn)定，適應溫度為-40～+120 ℃（180 ℃，30 min），著色性能好，適用于多種工業(yè)漆，對多數(shù)基材都有很好的附著力，儲存期長（12～18個月）。適用于結構性的粘接。例如：公共汽車、火車、卡車及工業(yè)車輛組件，粘接密封客車、卡車的天窗等，粘接密封客車、卡車、火車的頂部、前、后、側圍等部分，焊縫處等部位的密封，容器、重型運輸船只所需要的密封，金屬與高分子材料（GRP）的結構性粘接等。技術參數(shù)：基本材料為改性聚氨酯，表干時間（20 ℃，50%溫度）約10 min，干結方式是濕氣固化，比重是1.36 g/mL，開放時間（20 ℃，50%相對濕度下）<15 min，肖氏A級硬度（DIN 53505）約55，體積變化（DIN 52451）<3%，初始強度約300 Pa，拉伸應力（100%）約1.7 MPa，斷裂拉伸應力（DIN 53504/ISO37）約2.6 MPa，斷裂伸長率（DIN 53504/

ISO 37）約250%，撕裂強度（DIN53515/ISO 34）約16 N/mm，剪切強度（DIN53283/ASTM D1002）約2.5 MPa，彈性模量（10%，DIN 53504/ISO 37）約3.3 MPa，異氰酸酯含量為0%，溶劑含量為0%，耐溫性為-40～+120 ℃（180 ℃，30 min），使用溫度為+5～+35 ℃。

以上膠粘劑的特性參數(shù)表明，我們所選的膠粘劑，有很好的適用溫度范圍，也可以保證我們側窗粘接的強度與密封要求等。

2 城軌車輛側窗粘接的工藝路線

城軌車輛側窗粘接的工藝路線直接影響車輛側窗粘接的質量、車體外觀的美觀性和車輛運行的安全性等，因此車輛側窗粘接作業(yè)必須制定科學的工藝路線。南寧地鐵2號線車輛側窗的粘接工藝路線如下。

（1）準備工作：準備所需的工具、工裝、圖紙、物料清單、工藝文件及物料等，并對人員資質、環(huán)境要求、物料要求、工具工裝要求進行確認。膠粘劑存放、粘接過程及固化過程的環(huán)境溫濕度應滿足相應膠粘劑的規(guī)定。通常情況下，工作場所的濕度范圍為30%RH～70%RH，溫度范圍為15～30 ℃。如果超出環(huán)境范圍就不允許進行粘接操作，并向粘接監(jiān)督通報，由粘接監(jiān)督制定下一步方案。膠粘材料根據(jù)技術文件要求使用相應的膠粘劑及配套表面處理劑。膠粘劑材料及表面處理劑應包裝完好無損，清晰標識生產日期、有效期、產品批次，且在有效期內，過期或失效的膠粘劑應停止使用并通報粘接監(jiān)督。所有尺寸、表面狀態(tài)應符合技術文件的要求，不符合時應停止使用并向粘接監(jiān)督匯報。為保證粘接材料和粘接基材的同溫性，工件等應至少提前8 h運送至粘接現(xiàn)場。

（2）工件清潔：將粘接件表面的污染物，尤其是待粘接表面及貼遮蔽膠帶的區(qū)域，用干凈無紡布蘸清潔劑進行擦拭，最后一遍擦拭朝一個方向進行。

（3）工件遮蔽：按順序朝一個方向貼遮蔽膠帶，膠帶邊緣要豎直、無缺口。

（4）吊運：將遮蔽好的側窗放入側窗存放架中，使用天車將側窗存放架吊運至物料平臺。天車操作人員應具備天車操作資質證。啟動天車吊運時，應確認側窗存放架四周1 m內無其他人。在吊運過程中，側窗存放架不得高于地面1.5 m（途中遇到障礙物可適當調整），防止掉落引起砸傷。

（5）車體窗框打磨：用120目砂紙對車體窗框邊緣向內側待粘接區(qū)域進行打磨，先橫向打磨，然后垂直打磨，再環(huán)向打磨。

（6）清潔、活化：用干凈、干燥的無紡布蘸清潔劑擦除打磨的粉塵；活化應遵循“擦上擦去”程序，并且要朝一個方向擦拭，待粘接密封表面擦了活化劑后立即使用一塊干燥、干凈的無紡布擦一遍。

（7）底涂：用海綿刷朝一個方向均勻涂刷待粘接件表面，不允許露底，不可來回擦涂。

（8）注膠：按注膠技術要求進行，側窗外側邊框注入“波士”7008，注膠形狀為三角形，底邊膠條寬度應覆蓋整個邊框，膠條高度不小于20 mm。側窗內側邊框注入“波士”7003，注膠形狀為扇形，底邊膠條寬度應覆蓋整個邊框，膠條高度不小于16 mm。注膠完成后對膠條進行檢查，發(fā)現(xiàn)邊框未覆蓋或膠條高度不符合要求的區(qū)域應及時進行補膠。

（9）安裝、調整：保證側窗和車體裝配表面過渡平緩，配合間隙均勻，符合工藝文件要求，調整時用工裝夾具進行定位。

（10）刮膠成形：刮膠過程手要平穩(wěn)，保證膠縫均勻、美觀。

（11）收尾工作：揭撕膠帶、清潔、填寫粘接記錄表。

（12）固化：在濕度為30%RH～70%RH，溫度為15～30 ℃的條件下固化至少4 d。

（13）注意事項：按工藝要求粘貼警示標識，24 h內不可移動車輛及不可進行較大振動的作業(yè)，24 h后撕除警示標識。

（14）拆卸工裝、自檢：粘接完成24 h后進行工裝拆卸，并放在總成車間指定區(qū)域。側窗外側膠縫進行檢查，如發(fā)現(xiàn)有氣泡、毛刺等缺陷應及時修補。

3 關鍵技術要點分析

（1）活化。應使用原裝瓶中的活化劑進行活化?；罨瘧裱安辽喜寥ァ背绦?，并且要朝一個方向擦拭?！安辽稀笔鞘褂没罨瘎┎潦么辰颖砻?，“擦去”是使用干燥、干凈的無紡布擦掉活化劑，“擦上擦去”是待粘接密封表面擦了活化劑后立即使用一塊干燥、干凈的無紡布擦一遍。每次擦過后更換無紡布，最后一次擦拭應朝同一個方向進行，活化劑使用完應立即將容器密封?；罨瘶藴剩菏褂酶蓛?、干燥的無紡布擦拭待粘接表面，無紡布無污跡?；罨瘎┰陂_封后應用記號筆及時在瓶身上標明開封日期和時間，活化劑開封后應保證在有效期內使用。表面活化處理后的待粘接區(qū)域應避免受到指紋、灰塵等污染，如果受到污染應及時使用活化劑清除。超過最長通風時間時應重新進行活化處理。當活化劑無法有效清除時，應重新進行打磨、清潔、活化、底涂處理。

（2）注膠。將側窗抬至側窗注膠專用旋轉平臺，在側窗上面中間區(qū)域吸附一個真空吸盤。1位工人慢慢勻速旋轉側窗注膠專用旋轉平臺，分別向外層注粘接膠，向內層注密封膠。膠槍的膠嘴應該根據(jù)接縫形狀尺寸切割，使注出的膠粘劑盡量成三角形，避免氣泡和空穴的產生并確保安裝后內側膠粘劑完全溢出。每次注膠前要先注一段（大約100 mm長）的膠粘劑，并棄用。

（3）安裝。注膠完成后，由4位工人配合，其中1位工人站在車外，1位工人將1塊木墊塊放置在車體窗框下邊緣的C型槽上方，居中放置，另外2位工人將側窗從車體內部抬到窗框位置，側窗下邊緣放置在木墊塊上，利用可調節(jié)側窗粘接工裝初步固定。將可調節(jié)側窗粘接工裝卡在車體窗框槽內，將工裝固定在車體上，側窗安裝專用工裝固定位置在整個側窗的1/4～1/3處，工裝對稱安裝。側窗工裝前后調整銷前端的Teflon墊塊著力點應固定在側窗的鋁合金框上，嚴禁將Teflon墊塊固定在側窗的橡膠框或玻璃上。

（4）調整。車廂外的操作人員根據(jù)接縫的尺寸及平面高低差情況負責向車廂里的操作人員發(fā)出指令，車廂里的操作人員接到指令后立即進行相應操作，使用吸盤對左右進行調節(jié)，使用側窗安裝專用工裝上支撐螺栓對上下進行調整，以使接縫尺寸均勻一致，調整時注意操作要慢要穩(wěn)，當車外操作人員發(fā)出停止指令后應立即停下。使用側窗工裝的前后調整銷對窗戶連續(xù)緩慢加壓，直到側窗四角與車體側墻外表面平齊。調整完成后將木墊塊取下，前后調整銷的位置不允許再動，嚴禁將窗戶往后拉，否則容易造成粘接缺陷甚至導致粘接失敗。

（5）刮抹成形。先將溢出的膠粘劑刮掉，然后沿著整個接縫長度用膠刮子加壓刮抹一遍，注意要一氣呵成，中間不可停頓，刮膠過程中手不可抖動，身體要站穩(wěn)。然后觀察表面情況，如果外表不符合要求，應再對接縫表面重新刮一遍，操作要求同上。側窗內部應及時將溢出的膠粘劑刮掉，整個粘接過程從注膠到刮抹完成應在膠粘劑規(guī)定的操作作業(yè)時間內完成。

4 結論

將上述工藝技術應用到側窗粘接實驗，設計可靠的工裝，選用合適的工具，結果表明，該粘接工藝保證了作業(yè)人員的安全，降低了工作強度，提高了側窗安裝的工作效率，確保了側窗粘接的安裝質量。

參 考 文 獻

[1]金劍鋒，周一蘭.軌道客車粘接質量控制原則分析[J].電力機車與城軌車輛，2016（6）：59-63.

[2]張玉龍.粘接技術手冊[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2001.

[3]沈裕文，孟慶利.膠粘技術在城軌車輛內裝中的應用[J].技術與市場，2014（5）：31-32.

[責任編輯：陳澤琦]