城軌車輛側窗粘接工藝分析

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、測”）和重要參數（如環境要素、工藝參數等）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

隨著城市現代化進程的加快，我國城市軌道交通車輛也進入了迅速發展的階段，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。與傳統的焊接、鉚接等連接工藝相比，粘接工藝具有以下優點[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，性能穩定，導電率低，著色性能好，對多數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開發的高科技產品，為客車業、軌道車輛業、造船業等提供了快速有效的粘接不同材料的方法。

“波士”7003的特點：屬于環保型產品，不含溶劑，無味，抗紫外線、抗老化性能極佳，性能穩定，適應溫度為-40～+120 ℃（180 ℃，30 min），著色性能好，適用于多種工業漆，對多數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：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境溫濕度應滿足相應膠粘劑的規定。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 ℃。如果超出環境范圍就不允許進行粘接操作，并向粘接監督通報，由粘接監督制定下一步方案。膠粘材料根據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督。所有尺寸、表面狀態應符合技術文件的要求，不符合時應停止使用并向粘接監督匯報。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域進行打磨，先橫向打磨，然后垂直打磨，再環向打磨。

（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，發現邊框未覆蓋或膠條高度不符合要求的區域應及時進行補膠。

（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，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，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域。側窗外側膠縫進行檢查，如發現有氣泡、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。活化應遵循“擦上擦去”程序，并且要朝一個方向擦拭。“擦上”是使用活化劑擦拭待粘接表面，“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。活化標準：使用干凈、干燥的無紡布擦拭待粘接表面，無紡布無污跡。活化劑在開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，利用可調節側窗粘接工裝初步固定。將可調節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，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，當車外操作人員發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。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定的操作作業時間內完成。

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]