客车玻璃钢件的粘接工艺

客车玻璃钢件的粘接工艺

张宝锋

(郑州宇通客车股份有限公司,河南郑州　450061)

摘　要:说明玻璃钢件采用粘接工艺的优点,并介绍玻璃钢件的粘接工艺。

关键词:客车　玻璃钢　铆接　粘接　胶粘剂

Abstract:Fo r FR P,th is paper summ arizes its adhesi on advan tages and in troduces th is techno logy.

Key words:Bu s,FR P(GR P),R iveting,A dhering,A dhesive

中图分类号:T G492 文献标识码:B 文章编号:100623331(2002)02229201

随着我国客车工业的飞速发展,一些轻质材料如玻璃钢、塑料等非金属材料的应用也越来越广泛。其中玻璃钢制件,因其优异的力学性能和工艺性能,使之在客车制造中被广泛应用于车身外蒙皮,如前、后围蒙皮,以及其他一些零部件,如保险杠、发动机罩等。

在大多数客车生产厂中,玻璃钢件与车身的连接大都采用铆接的方式,这种连接方式施工方便,操作简单。但是,铆接的主要缺点是,易引起玻璃钢件的应力集中,时间久了容易引起铆钉的松动和玻璃钢件的局部开裂。为了克服铆接的缺点,国外一些大客车生产厂家,已经开始用粘接的方法将玻璃钢构件连接到车身上。由于粘接将玻璃钢件所受的应力平均分布于粘接面上,从而避免了铆接所产生的应力变形和开裂。因此,在玻璃钢件与车身的连接方式上,粘接工艺正在取代传统的铆接工艺。

1　玻璃钢件的制作

玻璃钢简称“FR P”或“GR P”,它是一种玻璃纤维增强塑料,由玻璃纤维毡、玻璃纤维物与合成树脂(如聚酯树脂、环氧树脂)复合而成的非金属材料,在客车上应用最多的是含聚酯树脂的玻璃钢。玻璃钢件的制作工艺流程如下:

在模子上刷涂脱模剂→在模子上铺树脂层(0.5～1.0mm厚的胶衣)→胶衣层变硬后,在模子上铺第一层玻璃布→涂树脂和玻璃布→树脂在玻璃钢成型时开始固化→取出玻璃钢件。

2　玻璃钢件的粘接工艺

因为聚酯树脂和制作工序的多样性,在对其进行粘接和密封时就必须有更广泛的工艺范围。粘接玻璃钢件最常用的胶粘剂一般为聚氨酯胶和硅胶,这些胶粘接玻璃钢件后,形成弹性体,与玻璃钢件粘接牢固,安全可靠。

(1)时效处理。刚从模子中取出的玻璃钢件不能马上用于粘接和密封,必须要经过时效处理,以便除去在制作玻璃钢件时未反应完全的一些物质,如单体苯乙烯和其它易挥发的物质。另外,时效处理还有助于玻璃钢件内应力的释放和消除。这里所说的时效处理是指玻璃钢件在23°C、相对湿度50%的条件下,放置至少两周以上。在时效处理以前,还应对玻璃钢件在60°C～80°C的条件下加热4～6小时。

(2)打磨。经过时效处理过的玻璃钢件,须用粗砂布(一般为80#～120#)在其表面进行打磨处理,除去时效处理过程中析出的一些化学物质。

(3)清洁。清洁剂和胶粘剂应该配套使用。所用的清洁剂一般有两个用途:

①清洗。用工业擦拭用纸按住瓶口,轻轻摇动,确保只有极少量的清洁剂沾上纸巾。擦拭时,只能向一个方向擦拭,不允许来回擦拭。擦完后,要立即用干的纸巾将清洁剂擦干(此时纸巾上应没有任何污渍)。清洁完毕后,根据温度条件晾置一段时间,以确保清洁剂完全干透。

②活化。与胶粘剂配套的清洁剂一般都有活化底材的作用,使胶粘剂与底材有更好的粘接力。

(4)底涂。客车用的玻璃钢件一般是半透明的,有的甚至是透明的。这就使得紫外线能够直接穿过玻璃钢件而作用于胶粘剂上,从而加速胶粘剂的老化,降低胶粘剂的粘接力,甚至造成粘接失败。因此,粘接前应在玻璃钢件上刷涂一层底涂来阻挡紫外线的照射。如果紫外线对玻璃钢件的穿透率小于

(下转第31页)

客车技术与研究

第24卷　第2期BUS　TECHNOLOG Y　AND　RESEARCH V o l124　N o12　2002

作者简介:张宝锋(1972—),男,助理工程师,从事客车涂胶粘接密封及涂装工作。

度。

(3)制模成本低。低熔点合金模具一般不作为永久模具使用,对一些批量较小的零件,生产完毕后即可熔化再制作成其它模具。这种合金可以反复多次使用,使模具成本极大降低。样件可以用钢板敲制或用玻璃布糊制,甚至用纸浆制好后再涂上耐高温胶也可。

(4)有利于冲压工艺试验。对于冲压成形零件,产品的形状各异,从冲压工艺性方面到弯曲零件的回弹,使用钢模、铸造模很难保证一次成功。用低熔点合金制成的模具就可以满足这一工艺要求,可以不断地修正样件直到最后满足零件工艺性要求,而钢模和铸造模的修正就比较困难。

(5)适用于小批量生产。低熔点合金模具的间隙比较均匀,使得零件的尺寸和精度也容易得到保证,对于结构复杂、生产批量小的零件比较方便。

(6)模具存放空间小。一副模具使用完毕后,即可熔化再铸新模,只需存放样件即可,所以存放空间小。

3　样件制作

我公司采用的低熔点合金样件是通过钣金制作,样件尺寸与产品图纸相符合,并通过样板检验。由于人工制作,所以表面有高低不平的缺陷,通过涂耐高温腻子来达到样件所要求的平整度。对低熔点合金样件的制作,不需要考虑收缩量,因为样件按照零件尺寸制造,当放入温度较高的低熔点合金中,样件要受热膨胀,待合金冷却膨胀后又补充样件收缩的收缩量。所以,低熔点合金样件不需要考虑因受热尺寸变化因素。在样件四周附加有用于分离成型凸模、凹模及压边圈用的内挡墙和外挡墙。内挡墙比外挡墙高,冷却后能够使压边圈和凸模进行分离,见图2所示。样件制作时,要有一定的拔模斜度,一般为3°～5°,严禁出现倒拔,否则待合金冷却后难以使样件从模具中取出。样件制作完成后,应严格检验,检验样板与样件表面不贴合间隙不大于015mm,样件表面不存在凸凹不平现象

。

图2　冷却后压边圈和凸模分离示意图

4　结束语

我公司从1996年投入使用低熔点合金模具至今,已经对6980D、6731D、6734D、6860D W D、6101D W D、6770H等多种车型的内外覆盖件进行加工,很快完成了任务,并为以后钢模的正式投入应用奠定了冲压工艺基础。

收稿日期:2001202206

(上接第29页)

015%,或者是可见光的穿透率不超过20%,在玻璃钢件的粘接部分刷涂底涂即可有效阻止紫外线对粘接剂的破坏。若紫外线或可见光的穿透率超过上述限制,除了用刷涂底涂的方法外,还必须用遮蔽胶带或是不透光的材料来覆盖粘接层,否则是不能完全阻止紫外线对粘接剂的破坏的。

作为粘接面的车身骨架,应按粘接工艺特点进行设计和布置,使之有利于粘接。在玻璃钢粘接前,骨架欲粘接面(一般为碳钢或镀锌型材或为铝型材)的处理与玻璃钢件的处理方法相同,即打磨、清洁、底涂。

(5)涂胶。在车身骨架上涂聚氨酯胶或硅胶,打出的胶形应为三角形。三角形的尺寸根据所需胶层的厚度和宽度而定。当玻璃钢件与骨架粘合时,三角形的胶形还有助于把空气完全排出胶粘剂,避免空气留在胶粘剂中形成粘接缺陷。

(6)粘接过程中的注意事项。

①在粘接前胶的表干将明显削弱胶的粘接力,因此,在粘接过程中,一定要控制涂胶操作的时间少于胶粘剂表干时间的一半。

②弹性粘接都有一定的粘接厚度要求。为了得到理想的厚度,可用邵A硬度与胶层硬度相当或接近的橡胶或塑料垫块来保证。这一点对粘接非常重要。

3　结束语

总之,玻璃钢件的粘接消除了铆接所产生的应力集中和由此造成的玻璃钢件的开裂,并且玻璃钢粘接后,将大大提高车身的表面平整度和车身的扭转强度,因此,玻璃钢的粘接技术正在被越来越多的客车生产厂家所认知和应用。

收稿日期:2001204213

　第2期付树涛等:低熔点合金模具在客车上的应用31