代瑞珍 王 艷 孫 全

(中車唐山機(jī)車車輛有限公司 河北 唐山 063035)

0 引言

隨著社會(huì)發(fā)展的日新月異，高速動(dòng)車組成為人們?nèi)粘３鲂械闹饕煌üぞ?，每天在中國鐵路干線上運(yùn)行的動(dòng)車組高達(dá)上千列，在戶外環(huán)境中，動(dòng)車組在高速運(yùn)行過程中難免會(huì)受到異物的擊打。車頭外觀作為承擔(dān)外界壓力的第一部位，經(jīng)常會(huì)遭受石子、小鳥或其他異物的擊打，而高速運(yùn)行過程受到的擊打會(huì)導(dǎo)致車頭受損產(chǎn)生凹坑，如圖1所示。車頭外觀凹坑將會(huì)對車輛運(yùn)行性能造成一定的影響，同時(shí)車輛進(jìn)站后乘客看到車輛也不美觀[1]。由于動(dòng)車組在日常運(yùn)行過程中很難進(jìn)行修復(fù)，所以在其高級修時(shí)車頭凹坑修復(fù)就尤為重要。

圖1 動(dòng)車組車頭凹坑

為解決在高級修過程中快速修復(fù)動(dòng)車組車頭凹坑的問題，展開了工藝攻關(guān)，通過工藝流程優(yōu)化、參數(shù)優(yōu)化等方式制定了修復(fù)工藝方案，并實(shí)施了驗(yàn)證。

1 工藝流程

根據(jù)現(xiàn)有動(dòng)車組使用涂裝工藝體系的要求，設(shè)置了如圖2所示的工藝流程。在確定修復(fù)區(qū)域后，涂裝修復(fù)流程主要過程包括表面處理、打磨及底漆修復(fù)、膩?zhàn)有迯?fù)、油漆修復(fù)、拋光等。

2 工藝方案

2.1 環(huán)境要求

根據(jù)動(dòng)車組車體涂裝工藝要求[2]，車頭凹坑修復(fù)的環(huán)境與動(dòng)車組車體涂裝環(huán)境相同：施工溫度，15～40 ℃；烘干溫度，40～50 ℃；空氣相對濕度，不大于70%。

2.2 表面處理

表面處理的目的是為了得到清潔、平滑的表面，以利于后續(xù)膩?zhàn)有扪a(bǔ)和涂漆修補(bǔ)工序的順利進(jìn)行。

(1)使用動(dòng)車組專業(yè)清潔劑對整個(gè)車體進(jìn)行清洗，清除車體表面的灰塵、油污等雜物，用拋光機(jī)配合拋光蠟對車頭進(jìn)行拋光處理，目的是除去長期運(yùn)行過程中車頭表面形成的黃色水垢層。

(2)重點(diǎn)對車頭部位凹坑等待處理表面及其周圍油脂用百潔布和清潔劑進(jìn)行清除，清潔過程中要及時(shí)更換百潔布，防止灰塵沾在擦拭布上，車體表面的灰塵不易去除。

(3)打磨前對車頭凹坑需打磨部位的周圍進(jìn)行防護(hù)，防護(hù)要做到嚴(yán)密，無遺漏部位，避免打磨粉塵堆積，噴漆過程污染其他非打磨表面區(qū)域，或因遮蔽不嚴(yán)造成后續(xù)清潔困難，影響生產(chǎn)周期。

2.3 打磨及底漆修補(bǔ)

(1)使用80#砂紙打磨車頭變形區(qū)域面漆，重點(diǎn)打磨凹坑部位。適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)大打磨范圍，直至將表面打磨至呈均勻失光狀態(tài)為止。打磨過程中根據(jù)舊涂層的附著情況，發(fā)現(xiàn)涂層邊緣薄邊沒有裂開或碎掉，則這部分舊涂層可以保留，而有銹蝕或附著力不好的部分則必須清除干凈。打磨后，用高壓風(fēng)對打磨區(qū)域進(jìn)行吹塵，并用擦車布蘸取清潔劑將打磨表面擦拭干凈(見圖3)。最后用汽油或乙醇擦拭打磨表面，以確保被涂面完全清潔。

圖3 打磨

(2)目視檢查打磨區(qū)域，對打磨露底(漏鋁)部位，使用雙組分環(huán)氧金屬底漆進(jìn)行修復(fù)，主/固化劑配比為5∶1，添加配套稀釋劑比例(0～15%)，調(diào)配至黏度28～33 s，底漆修復(fù)完成后，在40～50 ℃恒溫環(huán)境下烘干3 h。在噴涂底漆過程中要選用與原涂層無沖突的底漆，底漆干燥后要經(jīng)過適當(dāng)?shù)拇蚰?，為下道工序做好?zhǔn)備。

2.4 膩?zhàn)有扪a(bǔ)

這是車頭外觀凹坑修補(bǔ)涂裝的關(guān)鍵工序之一，該道工序可以消除被涂部位的缺陷，膩?zhàn)有迯?fù)后可獲得平整表面并增強(qiáng)涂層間的附著力，直接影響最終涂裝的質(zhì)量成本和效果。具體操作如下所示：

(1)對凹坑部位采用刮涂膩?zhàn)拥姆绞竭M(jìn)行填補(bǔ)，膩?zhàn)舆x用具有韌性好、黏度高等優(yōu)點(diǎn)的纖維膩?zhàn)?，同時(shí)，由于膩?zhàn)油繉訛檎麄€(gè)涂層體系較弱環(huán)節(jié)，一次性刮涂過厚，在后續(xù)工藝流程或者在運(yùn)行過程中受溫度等因素的影響造成涂層的收縮或開裂，故在本工序中刮涂膩?zhàn)訒r(shí)采用薄層多遍的刮涂方式，并且為了保證涂裝質(zhì)量，膩?zhàn)涌偤穸炔坏贸^2 mm，局部最大不超過3 mm。

根據(jù)凹坑整體塌陷情況，分多次刮涂纖維膩?zhàn)?，直至表面平整為止。每遍纖維膩?zhàn)又辽匍g隔3 h，在下一層膩?zhàn)庸瓮恐笆褂肞120砂紙打磨。膩?zhàn)庸瓮客瓿珊?，對膩?zhàn)訉舆M(jìn)行干燥，干燥方式有以下兩種選擇，如表1所示。

表1 干燥方式

(2)待缺陷整體填平并烘干后，使用P120砂紙打磨，清潔至表面無污物，再刮涂具有強(qiáng)附著力、高填充性，適用于金屬表面的合金原子灰膩?zhàn)樱_保凹陷處被完全填起，干燥方式選擇與纖維膩?zhàn)右恢拢绫?所示。干燥后使用P120砂紙打磨，至膩?zhàn)訉悠秸饣?，邊緣圓滑過渡。

2.5 油漆修補(bǔ)

在修補(bǔ)部位填充的膩?zhàn)訉庸袒^程是一個(gè)收縮過程，因此膩?zhàn)訉訒?huì)出現(xiàn)針孔等細(xì)小缺陷，由于膩?zhàn)訉訉γ嫫嵬繉佑幸欢ǖ奈兆饔?，直接噴涂面漆?huì)造成面漆涂層失去光澤，所以在工藝中增加中間涂漆層的工序，中間漆層處于膩?zhàn)訉雍兔嫫釋又g，起到連接過渡的作用，一方面增加面漆與下面涂層的附著力，另一方面填充膩?zhàn)訉又形⑿〉臍饪?、小凹坑等，能夠有效提高漆面的平面度，此外，起到隔離封閉作用，防止?jié)B色發(fā)生，保證面漆涂層具有一定的彈性、韌性，提高面漆的豐滿程度。而面漆決定了涂裝表面的光澤度、色差等。整個(gè)修復(fù)工作的最終效果均由面漆噴涂工藝決定，一旦面漆涂層出現(xiàn)問題，必須將整個(gè)涂層打磨重噴，既浪費(fèi)人工和材料，又影響了生產(chǎn)周期。油漆修復(fù)工藝的操作具體如下：

(1)中層涂層采用混氣噴涂機(jī)或隔膜泵進(jìn)行噴涂，泵比30∶1；空氣壓力為0.4 MPa～0.6 MPa；噴嘴型號515；噴涂距離150 mm～300 mm。噴槍與車體表面垂直，勻速噴涂；每次噴涂邊緣與前次噴涂邊緣重疊1/3～1/2；采取橫豎交叉、濕碰濕噴涂方式。

對修補(bǔ)區(qū)域噴涂2～3遍中間涂層(見圖4)，每遍間隔10～20 min，噴涂完成后，在40～50 ℃(車體溫度)環(huán)境下干燥5 h，車體溫度不得超過50 ℃。待中間涂漆干燥后，使用P280-400砂紙打磨中涂漆及周邊面漆，吹塵、清潔、防護(hù)，以獲得清潔光滑的表面。

圖4 中間漆噴涂

(2)目視檢查修補(bǔ)后表面上是否存在棱角、機(jī)器打磨痕跡，如果存在，則需要進(jìn)行2.4節(jié)中所述的第2工序重新打磨修補(bǔ)。

(3)根據(jù)動(dòng)車組現(xiàn)有顏色對面漆顏色進(jìn)行微調(diào)，采用目測法和儀器測量法更快、更準(zhǔn)確地確定顏色，聚氨酯面漆主/固化劑配比4∶1，根據(jù)施工環(huán)境溫度，采用不同的稀釋劑。

表2 稀釋劑

面漆采用隔膜泵噴涂，空氣壓力：0.4 MPa～0.6 MPa，噴嘴1.1 mm，噴涂距離150 mm～300 mm。噴槍與車體表面垂直，勻速噴涂；每次噴涂邊緣與前次噴涂邊緣重疊1/3～1/2；采取橫豎交叉、濕碰濕噴涂方式。

面漆須進(jìn)行2～3遍噴涂，每遍間隔10～20 min，面漆噴涂完成后邊緣部位涂打接口水，噴涂完成及時(shí)檢查修補(bǔ)，避免漏涂或邊緣薄層、流墜、油漆污染等缺陷。在40～50 ℃(車體溫度)恒溫環(huán)境下干燥5 h，車體溫度不得超過50 ℃。

2.6 拋光處理

面漆干燥后拆除防護(hù)，自然放置7天后對新舊漆面接口處進(jìn)行打磨拋光，根據(jù)缺陷面積大小選用P1200、P1500、P2000拋光砂紙打磨。

然后使用粗拋光劑+粗拋光墊對接口部位拋光。最后再使用精拋光劑+精拋光墊配合拋光，使返修面漆與周圍面漆涂層顏色和光澤度無明顯差別，涂層色調(diào)相對均勻，完成修補(bǔ)作業(yè)(見圖5)，修復(fù)后車頭如圖6所示。

圖5 拋光

圖6 修復(fù)后車頭

拋光機(jī)在拋光涂層表面時(shí)必須不停地移動(dòng)。如果任其在一個(gè)地方停留較長時(shí)間，涂層便會(huì)受熱軟化，從而被拋光墊和拋光劑劃傷。

3 結(jié)論

動(dòng)車組車頭凹坑修復(fù)是動(dòng)車組高級修的重要工序之一，它將直接影響列車在運(yùn)行過程中的耐候性、外觀等。上文通過合理設(shè)置工藝流程，選擇修復(fù)的相關(guān)參數(shù)，解決了動(dòng)車組車頭凹坑對列車性能和外觀等帶來影響的技術(shù)問題，在實(shí)際使用中驗(yàn)證效果良好，為高速動(dòng)車組涂裝修復(fù)提供了技術(shù)支持。