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                膠黏劑在軌道交通中的應用

                2019-01-24 14:27:51??????點擊:

                近年來,隨著軌道客車行業的發展,對列車的安全舒適性、整車氣密性要求越來越高,車窗安裝由粘接結構取代了機械連接結構。

                 


                粘接結構可以起到減震、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先進行粘接,然后車窗框架型材再與車體結構進行粘接;另一種是窗帶結構,玻璃直接與車體結構進行粘接。目前應用最多膠種是聚氨酯膠和改性硅烷膠。本文從粘接結構設計、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 粘接結構設計


                粘接結構設計是采用有限元分析軟件進行,通過粘接接頭在機械、介質復合作用下的性能指標來計算粘接接頭的最大負荷。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,并劃分網格,然后用彈簧單元連接車窗和車體上對應的節點來模擬粘接,由此計算出彈簧的內力,用彈簧的內力除以粘接面積,即是粘接應力??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。


                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,膠條帶應被橫向切割5~10 mm。在膠條經受進一步的負載時,每次切割應持續大約3 s。試驗長度至少應是50 mm。試驗結果表明,>95%膠粘劑內聚破壞為合格。

                 

                2.3 疲勞試驗


                根據運行要求,動車組車窗需要進行整窗實物疲勞振動試驗。按照現車結構和工藝將車窗粘在帶有窗口的小塊側墻上,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 環境及開工前準備

                —粘接、打磨等需要有單獨區域,并需做好區域標識。

                —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?。ㄇ鍧?、活化后的粘接面在通風結束后沒有可見的塵埃)。

                —粘接區域要遠離焊接、噴砂、噴漆等可產生煙氣、粉塵、懸浮物等的作業。

                —通風要求:確保工作區的通風(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、涂底膠等的產品安全說明書要求做好個人安全防護。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規定進行處理。

                —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場,5 ℃以下的季節需要提前24 h,5 ℃以上的季節需要提前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,并確保在保質期范圍內,清潔劑打開時需要在瓶體標注開瓶日期,并按照產品技術說明的要求標注最大使用期限。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氧化層和銹蝕層,如有需要用砂紙或工業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10 min后可進行下一步操作。擦拭后2 h內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搖晃,聽見瓶內鋼球碰撞的聲音,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30 min以上再進行涂膠。最大干燥時間6 h(具體時間依據產品技術要求),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、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后可以平穩移動車輛和密封縫隙。


                4 結語


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

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