淺析粘接技術在軌道交通裝備制造行業的應用

王瓊 王彩珍 盛文剛

摘 要：鐵路客車是旅客運輸的重要技術裝備，為使其在運行中性能良好、安全可靠，滿足車輛舒適性、輕量化的要求，需要不斷引進新技術，推廣新工藝，本文闡述了近年來廣泛推廣的粘接技術特點，分析了粘接技術與傳統鉚接、焊接的主要區別，介紹了粘接技術在軌道交通裝備制造行業中的應用及工藝控制。

關鍵詞：軌道交通;粘接技術;工藝控制

1 概述

乘客的心理體驗決定了鐵路客運的運輸質量，而車廂內部環境即內裝的設計美觀度、實用度與乘客的使用方便性是存在對應關系的，內飾造型美觀多樣的要求推動采用多種類復合材料，復合材料的不可焊接性及車輛輕量化要求，凸顯出應用粘接連接技術的優勢。

1.1 粘接密封技術的優點

粘接適用的材料多，如非金屬及其復合材料具有造型美觀、成型工藝簡單、重量輕、比剛度大等優點，有利于實現車輛輕量化及內飾人性化。

粘接避免了鉚接、焊接、螺釘連接存在的應力集中問題，應力分布均勻，且可防止不同材料間可能存在的電化學腐蝕。

粘接適應的范圍廣，可用于小區域不方便操作處的連接，用于大部件時可避免大面積焊接引起的材料變形。

膠粘形成后的彈性特點，使其具有部分減震、降噪、隔音性能。

功能一體化，可使用模塊化組裝技術。

避免螺釘連接時的穿孔損傷，不需破壞性加工原材料，保持零部件材料特性。粘接相比焊接可避免焊接加熱影響。

1.2 粘接密封技術的缺點

高低溫時存在失效隱患，膠粘劑在溫度過高時會變軟溫度過低時會變脆，粘接性能隨時間也會發生變化，使用壽命受環境氣候影響。

材料表面可能需要進行要求較高的特殊處理后才能進行粘接。

粘接操作環境要求高，只可以在特定溫濕度、清潔度要求的施工條件下進行，甚至需設立獨立車間。粘接劑均有固化條件及時間要求，在溫度低或濕度小的情況下固化慢，影響整體工序設置。

原材料粘接后一般不能輕易分離，無法調整或返工，對操作人員提出較高的資質能力要求。

膠粘劑及其輔助材料等化學產品對人體有一定危害。

2 粘接密封技術的應用

軌道交通客車內飾零部件大量應用粘接技術，包括地板布粘接、車窗粘接、車門粘接、頭罩粘接。

2.1 地板布粘接

地板布材質有PVC和橡膠兩種，可覆蓋在膠合板、鋁板、不銹鋼板等地板表面。丁腈類溶劑型噴膠多用于鋁板及不銹鋼地板，其成本較高。膠合板地板與地板布粘接一般刮涂雙組份聚氨酯膠和雙組份環氧膠。

環氧樹脂膠、聚氨酯膠均屬于加成聚合型膠粘劑，兩種組份混合后固化立即開始，由外向內，室溫條件下會持續幾天，加熱可加速固化。施工時需注意準確的配比，否則將形成內聚力缺陷，最終強度不足。

地板布粘接性能影響因素包括粘接基材表面處理、施工環境、操作人員技能等。一般要求金屬地板粘接面進行打磨及清潔，地板布粘接面拉毛或網格處理，采用獨立封閉廠房控制施工溫濕度，初步固化期內表面加壓并嚴控車上施工，操作人員經培訓且定期評定。

2.2 車窗粘接

（1）改性硅烷聚合物抗紫外線性能優于聚氨酯，多用于車窗及擋風玻璃粘接及密封，在其他汽車、船舶生產中的焊縫密封和連接得到廣泛應用。聚硫膠也常用于高速動車組車窗密封，施工時對溫濕度要求不嚴格，且可操作時間長。

（2）為了達到創造膠接條件、優化膠接穩定性、優化粘附和潤濕性能的目的，必須對基材表面進行處理，包括表面準備如清潔、脫脂、鈍化，表面前處理如擦拭、浸洗、脫脂，表面后處理如底涂、涂層、環境適應等。

車窗安裝粘接基材包括玻璃、不銹鋼、表面噴涂的耐候鋼、鋁合金、玻璃鋼、PC板等。一般采用表面打磨、脫脂、涂底涂劑的方法。

2.3 其他粘接

（1）玻璃鋼材料可輕易實現復雜造型，且質輕強度高的特點，常用于列車頭罩設計。而玻璃鋼材質與金屬材質僅通過機械聯結時不能完全滿足要求，故多采用粘接聯結。

玻璃鋼頭罩安裝僅采用粘接結構時，密封性好且應力分布均勻，避免了焊接、鉚接局部變形。采用粘接和螺栓連接復合方式時，存在點連接應力集中缺陷，但優點在于具有較強的質量可靠性，操作經驗豐富，且可部分返工，同時兼顧了密封性。因此，實際設計生產中多選擇膠接、螺接結合的連接方式。

（2）陶瓷纖維隔熱材采用水性丙烯酸水乳膠粘接固定，操作簡單，快速達到初固和最終強度，有利于后續工藝。

玻璃絲棉隔熱材采用氯丁噴膠粘接固定，室溫固化有較好的粘接性能，粘接建立速度快強度高，且操作簡易，無需工具工裝。

（3）車下發泡PE吸音材采用丁腈橡膠類粘接固定，初粘力大可室溫快速固化。膠膜柔性好，耐受沖擊和震動，電性能好。防凍性能優良、耐低溫性能好。

2.4 密封應用

密封膠使用較多的是聚硫膠、聚氨酯類、MS改性硅烷類、硅酮類及硅橡膠類，主要用于焊縫密封、車窗密封盒車體密封。

車輛上段焊部位、車體與司機室頭罩連接處接縫、前照燈的密封，使用聚氨酯膠和MS膠，要求彈性好、耐紫外線老化、耐介質性能好。

車底與車內間穿線孔處氣密性保障，采用雙組份聚氨酯膠，可施工時間長，填充厚度大，且干燥后具有一定的彈性。

內裝件之間接縫處防水性保障，采用聚氨酯膠和MS膠，耐水防霉、填充厚度大、彈性好。

3 厭氧膠的應用

厭氧膠既可以用作密封也可以用作膠接，是一種單組分膠粘劑，只有在隔絕氧氣并與金屬接觸時才能固化，成為一種熱固性塑料。用于膠接具有能隔絕氧氣的幾何結構的基材。

用于螺紋鎖固時可防止螺紋“松開”，且高強度系統只有在加熱>300°時才可能松開。保障了持久性，夾緊力穩定，不松動、脫落。螺紋間隙完全填充，增加摩擦面積的同時材料緊密配合避免生銹。

4 粘接過程工藝控制

軌道交通裝備制造中，一般將粘接設為重點質量控制點，對粘接進行特殊過程管理，從粘接結構確定、膠粘劑的選擇、施工工藝策劃幾方面進行設計及工藝控制，并對施工過程人、機、料、法、環、測各要素進行全方位控制，保證粘接處于受控狀態，確保粘接質量。

5 結論

本文描述了粘接技術在軌道交通客車制造中的應用，并概括介紹了常見膠粘劑的具體應用場景，隨著我國軌道交通運輸行業的不斷發展，粘接技術的廣泛應用是必然趨勢，但因粘接技術施工工藝的特殊性，其應用仍存在局限性，須進一步研究粘接技術具體施工工藝和控制手段，讓粘接技術更好的促進軌道交通裝備制造行業的發展。

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