轨道客车车窗粘接密封用胶浅析

钱秀敏（长春轨道客车股份有限公司，吉林 长春 130062）



轨道客车车窗粘接密封用胶浅析

钱秀敏
（长春轨道客车股份有限公司，吉林 长春 130062）

摘要：从结构设计、试验以及施工工艺等方面对车窗粘接进行分析，阐述各个过程的技术参数要求和控制因素。

关键词：车窗粘接；计算分析；试验验证；施工工艺

近年来，随着轨道客车行业的发展，对列车的安全舒适性、整车气密性要求越来越高，车窗安装由粘接结构取代了机械连接结构。粘接结构可以起到减震、吸收形变、降低噪音等作用。通常车窗粘接有2种方式，一种是玻璃与车窗型材框架预先进行粘接，然后车窗框架型材再与车体结构进行粘接；另一种是窗带结构，玻璃直接与车体结构进行粘接。目前应用最多胶种是聚氨酯胶和改性硅烷胶。本文从粘接结构设计、试验及施工工艺等方面对轨道车辆车窗粘接密封用胶进行浅析。

1　粘接结构设计

粘接结构设计是采用有限元分析软件进行，通过粘接接头在机械、介质复合作用下的性能指标来计算粘接接头的最大负荷。采用弹簧单元模拟粘接，首先在车窗几何模型上把粘接的位置切割下来，并划分网格，然后用弹簧单元连接车窗和车体上对应的节点来模拟粘接，由此计算出弹簧的内力，用弹簧的内力除以粘接面积，即是粘接应力。可以采用ANSYS软件进行粘接强度分析。

2　粘接验证试验

根据计算所得胶粘剂的强度要求，确定胶种进行试验，通常需要进行胶粘剂性能试验和基材粘接性测试。

2.1 性能试验

性能试验包括剪切强度、拉伸强度、硬度、收缩率、耐紫外等性能指标。轨道行业普遍采用的典型粘接胶粘剂性能见表1～2。

表1　聚氨酯胶SIKA265性能参数Tab.1 Performance parameters of SIKA265 polyurethane adhesive

2.2 基材粘接性测试该试验用于判定胶粘剂在不同粘接基材上的耐久性。

试验过程：基材尺寸为A4纸大小，首先将基材表面经打磨、清洁、活化、刷涂底胶等工序处理，然后用手动或气动胶枪在基材表面涂打带状粘接材料，长度至少为50 mm。每块基材至少涂打5个胶条，用刮板将胶条刮成5 mm厚度后进行固化和加速老化，每个试验条件完成后用壁纸刀对胶条斜向进行破坏，割胶时用尖嘴钳子夹紧（剥落角度130°～160°）。粘接面为面漆和/或底漆时，割破漆面以便检验。在进行破坏的过程中，除粘接表面外，胶条带应被横向切割5～10 mm。在胶条经受进一步的负载时，每次切割应持续大约3 s。试验长度至少应是50 mm。试验结果表明，＞95%胶粘剂内聚破坏为合格。具体实验条件见表3。

表2　改性硅烷胶bostik70-08性能参数Tab.2 Performance parameters of bostik70-08 modified silane adhesive

表3　试验条件Tab.3 Test condition

2.3 疲劳试验

根据运行要求，动车组车窗需要进行整窗实物疲劳振动试验。按照现车结构和工艺将车窗粘在带有窗口的小块侧墙上，固化完全后进行疲劳试验。试验振动频次及检验标准参照UIC564执行，主要试验包括振动、极端压力变化、高低温淋雨等。

3　粘接工艺

3.1 环境及开工前准备

—粘接、打磨等需要有单独区域，并需做好区域标识。

—温度范围：15～35 ℃。

—相对空气湿度：20%～70%。

—粉尘：空气中尘埃负荷必需小（清洁、活化后的粘接面在通风结束后没有可见的尘埃）。

—粘接区域要远离焊接、喷砂、喷漆等可产生烟气、粉尘、悬浮物等的作业。

—通风要求：确保工作区的通风（不允许有穿堂风）。

—工作过程中照明要充足，要有足够的阳光照射。

—粘接工作前需要按照清洁、活化、涂底胶等的产品安全说明书要求做好个人安全防护。手套等防护用品不得含硅、滑石粉、绒毛等东西。

—粘接废弃物要按照相关规定进行处理。

—检查压缩空气是否有水、油等污物。

—胶粘剂以及配套清洁剂需要在开工前运至工作现场，5 ℃以下的季节需要提前24 h，5℃以上的季节需要提前12 h，并按要求存放。

—准备表面处理、清洁、涂胶安装等用工装、工具以及辅助材料。

—准备警报提示、封锁带、标签等固化期间警告标示。

—检查胶粘剂以及配套清洁剂是否匹配，并确保在保质期范围内，清洁剂打开时需要在瓶体标注开瓶日期，并按照产品技术说明的要求标注最大使用期限。使用后的清洁剂需要盖紧瓶盖密封。

3.2 粘接面清洁

表面处理：粘接金属基材表面需要无氧化层和锈蚀层，如有需要用砂纸或工业百洁布等进行打磨清理。

用不掉毛的擦布或擦纸蘸取胶粘剂配套清洁剂擦拭粘接表面，擦拭时擦纸脏污需要翻面或更换，擦拭至擦纸表面没有黑色油污为止，干燥10 min后进行下一步操作，清洁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纸蘸取少量活化剂擦拭清洁过的粘接面时，沿一个方向擦拭，且只擦拭一遍，然后用干净的擦纸或擦布将过量的活化剂擦掉。挥发10 min后可进行下一步操作。擦拭后2 h内没有进行下一步操作，需要重新清洁、活化。

3.4 刷底胶

粘接面按要求清洁、活化后，进行底胶刷涂。底涂剂开瓶前需要上下摇晃，听见瓶内钢球碰撞的声音，再摇晃1 min后可以倒出使用，用毛刷沿一个方向在粘接面刷一薄层底胶，要求刷涂均匀，无漏涂。刷涂后需要挥发30 min以上再进行涂胶。最大干燥时间6 h（具体时间依据产品技术要求），超过时间需要重新活化。

3.5 涂胶

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

作者简介：钱秀敏（1973-），女，高级工程师。研究方向：粘接应用开发。E-mail：qianxiumin@163.com。

收稿日期：2015-12-09

中图分类号：TQ436+.6

文献标识码：A

文章编号：1001-5922（2016）04-0074-03