胶粘剂在轨道交通车辆上的应用

魏培欣，宗 艳，常 虹，张 宇

（南京南车浦镇城轨车辆有限公司，江苏 南京 210031）

胶粘剂在轨道交通车辆上的应用

魏培欣，宗 艳，常 虹，张 宇

（南京南车浦镇城轨车辆有限公司，江苏 南京 210031）

介绍了胶粘剂在轨道交通车辆上的粘接、密封、防松、防电化学腐蚀等方面的应用，以及胶粘剂的选用原则、胶粘剂应用过程中的局限性。

胶粘剂；轨道交通车辆；应用

中国人口众多、内陆深广，解决大规模人口流动问题，最安全、最快捷、最经济、最环保、最可靠的交通方式是轨道交通。作为国家的一项长远战略性投资，中国轨道交通在进入新世纪后呈跨越式发展，已愈发体现出其对国民经济发展的重要推动作用。胶粘剂依靠其独特优异的功能及作用，在轨道交通领域得到广泛的应用。胶粘剂可以实现同种和异种材料（包括金属与非金属）的连接，解决其他工艺方法（如焊、铆等）难以实现的连接。施工通常在常温下进行，可有效消除零部件因受热产生变形、应力集中等工艺缺陷。

1 地铁车辆胶粘剂的选用原则

在选择轨道交通车辆胶粘剂时，需考虑以下问题：

①性能要求：在性能上满足轨道交通车辆组成成分的技术要求，同时在检修周期内保证性能的绝对可靠性。

②工艺要求：必须充分满足轨道交通车辆的制造工艺条件。例如粘接的材料、胶粘剂使用时环境的温湿度、操作环境的温湿度、表面处理的方式、胶粘剂固化时间和生产节拍的关系等，这些都要满足车辆制造工艺的要求。

③环保要求：作为新型交通工具的组成部分，胶粘剂固化后不能挥发对人体有害的成分，在生产过程中，必须尽量减少对人体有害成分的产生。

2 胶粘剂在轨道交通车辆上的应用概况

从整个轨道车辆的制造过程及各个工序的生产对胶粘剂功能要求，可以归纳为：①结构粘接；②密封；③防松；④防电化学腐蚀；⑤其他功能性应用如导电、抗咬合等等。

2.1 粘接

司机室前档风玻璃、侧窗玻璃采用粘接工艺，粘接与传统胶条或铆接相比外观美观大方，可视性强。当玻璃在受到外力的冲击和振动影响时，胶粘剂为弹性体，能够缓解这种压力。所以对胶粘剂的拉伸强度、剪切强度以及断裂伸长率要求较高，由于受太阳照射的影响，对防紫外线能力、耐湿热抗老化的能力有较高要求。玻璃粘接拉伸强度要求大于6 MPa，剪切强度要求大于0.3 MPa，断裂伸长率要求大于350 %。目前常用的PU胶粘剂有SIKA265、汉斯曼5902、汉高8590、MS胶粘剂有ISR7008。

地板布的粘接。地板布材料一般采用橡胶或PVC材料，考虑到车辆的维修，板布与铝蜂窝地板的粘接强度不能过高，否则车辆维修时不能轻易拆除，给维修工作带来不便。剥离强度一般要求0.5～5 N/mm。通常采用双组分聚氨酯或双组分环氧胶粘剂，常用的胶粘剂为汉高UK88，R710，SIKA7100。针对竖直地板布的粘接，因竖直面难以施加压力，一般采用触变性较好、固化速度较快的双组分硅烷胶粘剂，如ITW4100、回天7938胶粘剂。

地板橡胶座与车体的粘接以及车内顶板、墙板加强筋的粘接。地板橡胶座是为增加乘客的舒适性而设置的弹性体，本身主体结构为三元乙丙橡胶，地板下平面硫化有3 mm厚的铝板，考虑到承受压应力的受力状况，该处胶粘剂一般采用高模量、高强度结构胶粘剂；车内顶板、墙板加强筋是为了加强顶板、墙板刚性设置的角型型材或板型型材，也是采用高模量、高强度结构胶粘剂。考虑生产节拍，一般选择固化速度较快的双组分丙烯酸酯胶粘剂，如ABNEN8088，LORD406，ITW MA830。

一些临时性的小部件固定，例如一般垫片的粘接或者定位块的粘接，要求固化速度比较快，易于操作。常常采用α-氰基丙烯酸酯（瞬干胶），如HS401、HS406、乐泰401、406。广告框的粘接一般采用压敏胶，如VHB4945。

2.2 密封

轨道交通车辆司机室前档风玻璃、侧窗玻璃与车体之间需要密封。考虑到气候的影响，要求选择的胶粘剂具有较好的耐紫外线、耐酸碱能力，常用的胶粘剂有SIKA265、汉斯曼5901、ISR7003、MS939等。车内装饰件的密封，例如门槛的密封、电器柜下部的密封、座椅下部的密封，基于车体内部使用，要求环保性好，通常采用普通聚氨酯胶粘剂，如SIKA221；车体其他部位的密封，例如焊缝的密封、塞拉门门框、门脚的密封、司机室连挂处的密封，根据实际情况选用不同颜色的耐紫外线胶粘剂，例如SIKA521UV等；车体下部的密封，考虑到车下电气部件较多，防火性能等级要求较高，采用防火等级较高的胶粘剂，如FR939。针对轨道交通车辆的管路连接部分有空气管路、水管等部件，为了防止因冲击或震动而导致松动和泄露等问题，增加管接头的密封效果，一般采用厌氧胶粘剂进行密封，如乐泰577，乐泰542。

2.3 防松

轨道车辆部件的连接除了焊接、粘接、铆接，还有一种连接方式就是螺栓连接。螺栓螺母通过螺纹之间的摩擦力实现部件的紧固。使螺纹松动的原因是由于加在螺栓上的外部径向力矩，大于自锁力矩。为了减少松脱，增加自锁力矩，通常在螺母和螺栓之间涂上螺纹锁固剂。在车辆的制造过程中，使用螺纹锁固剂的地方很普遍。一般情况下M6及M6以上的螺纹连接都涂有螺纹锁固剂。需要重复拆卸的地方采用中强度的螺纹锁固剂，例如所有内部装配常用的螺纹锁固剂H243。一般不拆卸的地方或要求较高的地方采用高强度螺纹锁固剂，例如车下制动模块的安装、空压机模块的安装等等，常用的螺纹锁固剂有H271、乐泰271。

2.4 防电化学腐蚀

在车辆的制造过程中，最常用的工程材料是金属。常见的金属腐蚀有物理腐蚀、化学腐蚀和电化学腐蚀，其中电化学腐蚀是最主要也是最严重的一类腐蚀。电化学腐蚀是因为2种不同材料在接触时存在电位差，而潮湿的环境起到催化剂的作用，加速电化学腐蚀的发生。解决电化学腐蚀通常的方法就是用丁基类胶粘剂完全隔离2种不同的金属，例如铝合金车体与不锈钢零部件之间、铝合金车体与碳钢零部件之间、不锈钢车体与碳钢零部件之间常用H4006隔离。

2.5 其他功能性应用

车辆制造过程中接地线装置处涂有导电胶，在车辆转向架空气弹簧与车体接触部位涂有抗咬合胶粘剂乐泰767，还有不锈钢修补剂和铝合金修补剂等等。

3 粘接工艺

粘接质量的好坏与胶粘剂的质量有关，也与粘接工艺紧密相连。通常的施工工艺为：清洁→打磨→清洁→涂胶→固持。粘接之前对粘接面进行清洁，清除表面的油污等杂质；第2步为对粘接面进行打磨，清除表面的氧化层或污染层，打磨手法按照45°角交叉打磨；第3步为清洁，清除打磨产生的灰尘及碎屑；第4步为涂胶，按照不同胶粘剂类型、采用不同的方法在粘接面上涂胶，如侧窗玻璃的粘接采用涂三角的方法，地板布粘接采用A2刮板刮涂的方法，地板座的粘接采用之字形状的方法等等；第5步固持，把被粘接物贴合在一起，然后采用工装设备使之保持贴合时的状态，持续固化到一定时间，最后拆除工装设备。

4 胶粘剂的局限性

1）粘接质量容易受各种因素的影响。最典型的是环境因素，例如温、湿度，随着温度的升高，胶粘剂的表干时间缩短，可操作时间也会相应缩短，如果可操作时间控制不好，就会产生粘接质量隐患，粘接的零部件就会脱落。

2）无损检测还不成熟，粘接的可靠性较差。一般都是进行破坏性试验，周期性长、浪费试件、时间、资金。

3）被粘接零部件需要表面处理，粘接工艺要求严格，如果被粘接表面清洁不到位，被粘接的零部件就会脱落。

4）粘接体系还不完善，胶粘剂力学性能和耐老化性能的研究与金属材料相比还不成熟。

5）零部件粘接后大部分情况下无法拆开，在车辆进行维护保养或大修时比较困难。

所以粘接方式在很多方面还不能完全替代传统的连接方式。

5 结语

随着轨道交通工业的发展，对胶粘剂的性能要求也越来越高，除了强度之外，耐老化性、环保性、操作工艺等等都会逐步提出新的要求。针对行业标准欠缺现状，需要规范性能测试方法，建立完善的质量保证体系，以保证胶粘剂在轨道交通车辆上的应用效果更好，范围更广。

[1]张万涛.铁道车辆车窗胶粘剂应用技术研究[J].粘接,2008,29(5):51-53.

[2]陶小乐.有机硅密封胶在建筑应用领域的发展状况[A]//2012第四届建筑胶粘剂发展论坛文集[C],2012.

Application of adhesives on rail transit vehicles

WEI Pei-xin, ZONG Yan, CHANG Hong, ZHANG Yu
(Nanjing CSR Puzhen Rail Transpoort Co.,Ltd., Nanjing, Jiangsu 210031, China)

This paper introduced the practical application of the rail vehicle adhesives. Mainly, the applications for adhesive bonding, sealing, locking, and other aspects of anti-electrochemical corrosion were described. The adhesive selection principle for the rail transport and the advantages and disadvantages of adhesive application were presented.

adhesives; rail trasit vehicles; application

TQ437

A

1001-5922（2016）01-0079-03

2015-08-03

魏培欣（1973-），男，高级工程师，从事车辆技术工艺工作并负责公司胶粘剂的工艺。E-mail：pxwei73@126.com。