浅析粘接技术在轨道交通装备制造行业的应用

王琼 王彩珍 盛文刚

摘 要：铁路客车是旅客运输的重要技术装备，为使其在运行中性能良好、安全可靠，满足车辆舒适性、轻量化的要求，需要不断引进新技术，推广新工艺，本文阐述了近年来广泛推广的粘接技术特点，分析了粘接技术与传统铆接、焊接的主要区别，介绍了粘接技术在轨道交通装备制造行业中的应用及工艺控制。

关键词：轨道交通;粘接技术;工艺控制

1 概述

乘客的心理体验决定了铁路客运的运输质量，而车厢内部环境即内装的设计美观度、实用度与乘客的使用方便性是存在对应关系的，内饰造型美观多样的要求推动采用多种类复合材料，复合材料的不可焊接性及车辆轻量化要求，凸显出应用粘接连接技术的优势。

1.1 粘接密封技术的优点

粘接适用的材料多，如非金属及其复合材料具有造型美观、成型工艺简单、重量轻、比刚度大等优点，有利于实现车辆轻量化及内饰人性化。

粘接避免了铆接、焊接、螺钉连接存在的应力集中问题，应力分布均匀，且可防止不同材料间可能存在的电化学腐蚀。

粘接适应的范围广，可用于小区域不方便操作处的连接，用于大部件时可避免大面积焊接引起的材料变形。

胶粘形成后的弹性特点，使其具有部分减震、降噪、隔音性能。

功能一体化，可使用模块化组装技术。

避免螺钉连接时的穿孔损伤，不需破坏性加工原材料，保持零部件材料特性。粘接相比焊接可避免焊接加热影响。

1.2 粘接密封技术的缺点

高低温时存在失效隐患，胶粘剂在温度过高时会变软温度过低时会变脆，粘接性能随时间也会发生变化，使用寿命受环境气候影响。

材料表面可能需要进行要求较高的特殊处理后才能进行粘接。

粘接操作环境要求高，只可以在特定温湿度、清洁度要求的施工条件下进行，甚至需设立独立车间。粘接剂均有固化条件及时间要求，在温度低或湿度小的情况下固化慢，影响整体工序设置。

原材料粘接后一般不能轻易分离，无法调整或返工，对操作人员提出较高的资质能力要求。

胶粘剂及其辅助材料等化学产品对人体有一定危害。

2 粘接密封技术的应用

轨道交通客车内饰零部件大量应用粘接技术，包括地板布粘接、车窗粘接、车门粘接、头罩粘接。

2.1 地板布粘接

地板布材质有PVC和橡胶两种，可覆盖在胶合板、铝板、不锈钢板等地板表面。丁腈类溶剂型喷胶多用于铝板及不锈钢地板，其成本较高。胶合板地板与地板布粘接一般刮涂双组份聚氨酯胶和双组份环氧胶。

环氧树脂胶、聚氨酯胶均属于加成聚合型胶粘剂，两种组份混合后固化立即开始，由外向内，室温条件下会持续几天，加热可加速固化。施工时需注意准确的配比，否则将形成内聚力缺陷，最终强度不足。

地板布粘接性能影响因素包括粘接基材表面处理、施工环境、操作人员技能等。一般要求金属地板粘接面进行打磨及清洁，地板布粘接面拉毛或网格处理，采用独立封闭厂房控制施工温湿度，初步固化期内表面加压并严控车上施工，操作人员经培训且定期评定。

2.2 车窗粘接

（1）改性硅烷聚合物抗紫外线性能优于聚氨酯，多用于车窗及挡风玻璃粘接及密封，在其他汽车、船舶生产中的焊缝密封和连接得到广泛应用。聚硫胶也常用于高速动车组车窗密封，施工时对温湿度要求不严格，且可操作时间长。

（2）为了达到创造胶接条件、优化胶接稳定性、优化粘附和润湿性能的目的，必须对基材表面进行处理，包括表面准备如清洁、脱脂、钝化，表面前处理如擦拭、浸洗、脱脂，表面后处理如底涂、涂层、环境适应等。

车窗安装粘接基材包括玻璃、不锈钢、表面喷涂的耐候钢、铝合金、玻璃钢、PC板等。一般采用表面打磨、脱脂、涂底涂剂的方法。

2.3 其他粘接

（1）玻璃钢材料可轻易实现复杂造型，且质轻强度高的特点，常用于列车头罩设计。而玻璃钢材质与金属材质仅通过机械联结时不能完全满足要求，故多采用粘接联结。

玻璃钢头罩安装仅采用粘接结构时，密封性好且应力分布均匀，避免了焊接、铆接局部变形。采用粘接和螺栓连接复合方式时，存在点连接应力集中缺陷，但优点在于具有较强的质量可靠性，操作经验丰富，且可部分返工，同时兼顾了密封性。因此，实际设计生产中多选择胶接、螺接结合的连接方式。

（2）陶瓷纤维隔热材采用水性丙烯酸水乳胶粘接固定，操作简单，快速达到初固和最终强度，有利于后续工艺。

玻璃丝棉隔热材采用氯丁喷胶粘接固定，室温固化有较好的粘接性能，粘接建立速度快强度高，且操作简易，无需工具工装。

（3）车下发泡PE吸音材采用丁腈橡胶类粘接固定，初粘力大可室温快速固化。胶膜柔性好，耐受冲击和震动，电性能好。防冻性能优良、耐低温性能好。

2.4 密封应用

密封胶使用较多的是聚硫胶、聚氨酯类、MS改性硅烷类、硅酮类及硅橡胶类，主要用于焊缝密封、车窗密封盒车体密封。

车辆上段焊部位、车体与司机室头罩连接处接缝、前照灯的密封，使用聚氨酯胶和MS胶，要求弹性好、耐紫外线老化、耐介质性能好。

车底与车内间穿线孔处气密性保障，采用双组份聚氨酯胶，可施工时间长，填充厚度大，且干燥后具有一定的弹性。

内装件之间接缝处防水性保障，采用聚氨酯胶和MS胶，耐水防霉、填充厚度大、弹性好。

3 厌氧胶的应用

厌氧胶既可以用作密封也可以用作胶接，是一种单组分胶粘剂，只有在隔绝氧气并与金属接触时才能固化，成为一种热固性塑料。用于胶接具有能隔絕氧气的几何结构的基材。

用于螺纹锁固时可防止螺纹“松开”，且高强度系统只有在加热>300°时才可能松开。保障了持久性，夹紧力稳定，不松动、脱落。螺纹间隙完全填充，增加摩擦面积的同时材料紧密配合避免生锈。

4 粘接过程工艺控制

轨道交通装备制造中，一般将粘接设为重点质量控制点，对粘接进行特殊过程管理，从粘接结构确定、胶粘剂的选择、施工工艺策划几方面进行设计及工艺控制，并对施工过程人、机、料、法、环、测各要素进行全方位控制，保证粘接处于受控状态，确保粘接质量。

5 结论

本文描述了粘接技术在轨道交通客车制造中的应用，并概括介绍了常见胶粘剂的具体应用场景，随着我国轨道交通运输行业的不断发展，粘接技术的广泛应用是必然趋势，但因粘接技术施工工艺的特殊性，其应用仍存在局限性，须进一步研究粘接技术具体施工工艺和控制手段，让粘接技术更好的促进轨道交通装备制造行业的发展。

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