理论教育 客车制造工艺:玻璃安装技巧及粘接剂参数确定

客车制造工艺:玻璃安装技巧及粘接剂参数确定

时间:2023-10-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:首先根据粘接剂的物理特性、玻璃的估计重量和玻璃所处的动态环境等因素,进行强度计算,经试验、论证,再修正,确定所需的粘接剂厚度、宽度等参数。抬下侧窗玻璃,将其置于稳定的工作台上。③为防止粘接剂挤出粘接表面弄脏玻璃,应在玻璃内表面和玻璃外缘的粘胶宽度外贴上防护胶带纸。

客车制造工艺:玻璃安装技巧及粘接剂参数确定

(一)客车侧窗的安装

客车侧窗安装形式主要包括胶条安装形式和粘接胶安装形式两种。目前,胶条安装形式已逐渐被粘接胶安装形式取代,胶条安装形式只在特定的车型上使用。

1.客车侧窗胶条的选用

侧窗胶条安装在侧窗框与车体窗框止口之间,起到密封、缓冲和减振的作用,可以防止窗框变形导致玻璃损坏,侧窗密封胶条一般采用挤压成形的弹性橡胶(三元乙丙橡胶),可按用途设计出相应的截面形状。图7-126为典型侧窗胶条结构。

从使用角度来看,侧窗胶条应满足以下要求:

①良好的耐候性和耐老化性能。

②对与其接触的油漆面没有污染。

③压缩后的永久性变形小。

④吸水率低。

⑤耐热性能好。

⑥在低温下很柔软。

从外形的尺寸精度、挤压成形的可加工性和成本等方面来考虑,侧窗胶条通常采用硬度为Hs=60~70,拉伸强度60~80kg/cm2的耐候性和耐老化性能良好的合成橡胶(如三元乙丙橡胶),合成橡胶的心部应采用延展率ψ>30%,同时具有足够强度和硬度的材料。此外,侧窗胶条应按设计要求进行装配,以免在使用时受到过大的张力

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图7-126 典型侧窗密封胶条

2.粘接式侧窗的安装

(1)粘接侧窗的结构与组成。近年来,豪华客车侧窗越来越多地采用粘接全封闭的形式,将侧窗玻璃通过粘接胶直接粘接到侧围止口上,粘接剂起到传统胶条的作用。这样做的优点是玻璃安装平整,外观美感,空气阻力小,空气振动、噪声小,同时增加了车身刚度及抗冲击强度,密封性能好,可克服胶条夹嵌渗水的弊端。

侧窗玻璃的粘接一般采用图7-127中的结构。该结构主要由侧窗粘接止口、侧窗玻璃、粘接剂、垫块等组成。

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侧窗粘接应用的是弹性粘接技术。弹性粘接技术将不同的粘接材料以相应的高强度粘接剂,采取相应的工艺手段粘接固定在一起,达到一定的刚度、强度。

弹性粘接技术的正确应用,首先必须确定粘接对象和粘接后所需达到的刚度、强度等要求。接着根据以上要求选取相应的粘接剂,并根据粘接剂确定粘接参数,如粘接厚度、粘接宽度、止口形式等。

(2)粘接参数的确定。首先根据粘接剂的物理特性、玻璃的估计重量和玻璃所处的动态环境等因素,进行强度计算,经试验、论证,再修正,确定所需的粘接剂厚度、宽度等参数。粘接剂作为弹性材料,在恒定应力(如侧窗自重)的作用下有塑性变形的趋向,从而会使侧窗玻璃有自身下沉的趋势。为了消除侧窗玻璃自身重量(即避免静态载荷)对粘接剂作用产生的塑性变形,可在侧窗玻璃下端加垫方形支承块。根据经验,支承块的厚度应大于10mm,见图7-127中的尺寸a。支承垫块一般要分段垫加。粘接剂的粘接厚度通常为4~6mm,可根据制作的侧窗玻璃的实际翘曲情况适当加厚,见图7-127中的尺寸b。粘接剂的粘接宽度应为15~25mm,见图7-127中的尺寸c。为了保证侧窗玻璃与止口间的粘接厚度,粘接前可根据具体情况配备衬条,其截面形状可选择圆形或矩形,高度应略高于垫块高度以起定位作用,一般也采用分段垫加的方式。

(3)止口的制作。根据已确定的粘接参数和侧窗玻璃的厚度(一般为5~8mm),进行止口设计。止口高度为25~35mm,深度为9~14mm,见图7-128中的尺寸a、b。

止口有多种形式。一种为侧窗立柱的外表面与侧围的外表面平齐,左、右止口在侧窗立柱的两侧形成,侧窗上、下止口分别在侧窗下沿梁上侧和侧窗上沿梁下侧形成,从而形成封闭止口,见图7-129。为改善侧窗四角的应力分布,通常止口四角用小圆角过渡,外面采用方形基调的装饰压条,内圆外方,既美观又减少了应力集中。止口的成形方式,国外一般采用冲压成形或经模具拉挤成形工艺,加工出带止口的侧窗立柱、窗上沿梁及腰梁,见图7-130,这种结构豪华客车很少采用,一般使用在房车上。目前,侧窗止口一般以矩形钢管直接焊接而成,或使用矩形钢管与蒙皮搭配而成,见图7-131。侧窗玻璃的粘接在总装配车间内完成。

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图7-128 止口尺寸参数

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图7-129 骨架结构形状示意图

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图7-130 粘接侧窗止口布置

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图7-131 粘接侧窗止口结构

(4)粘接前的准备

①设计制作粘接玻璃、正确的粘接止口、衬条和支承块。

②工作场地应通风和照明良好,且温度不能低于15℃,相对湿度不小于30%。准备区域(清洗或磨光)与粘接场地应隔开,配备稳定的工作台

③准备在材料和粘接表面做标记的记号笔。

④用无油的压缩空气吹去工作表面灰尘。

⑤用手纸或皮纸擦拭粘接表面。

⑥准备不同型号的毛刷,用来刷底涂。

⑦准备无吸收性、抗扯的光滑防护胶带,用来做记号并防止粘接剂外溢,以及弄脏止口外侧蒙皮。

⑧准备工作手套

⑨准备挤粘接剂的手动式或气动式胶枪。

⑩准备调整粘接剂量的减压阀

⑪拆除粘接剂封头并用刀片切除喷嘴

⑫准备防止玻璃滑移的辅助固定零件,如压板、螺钉、气钻等。

⑬准备塑料或纸板刮片,以刮除多余的粘接剂。(www.daowen.com)

⑭准备粘接前清洗粘接表面用的清洁剂。

⑮准备增加粘接粘性用的底涂。

⑯准备清洗较薄的未干多余粘接剂用的清洁剂。

(5)粘接过程

①在侧窗止口外侧贴好防护胶带纸。

②预装、定位。将侧窗玻璃抬上车(可用玻璃吸盘搬动玻璃)。按设计位置,用支承块和衬条使其刚好处于侧窗止口上,根据玻璃实际制作情况,修正支承块和衬条的尺寸,用记号笔在侧围防护胶带纸上标明侧窗玻璃的周边位置及支承、衬条的位置。抬下侧窗玻璃,将其置于稳定的工作台上。工作台应垫上保护玻璃用的保护垫,可用聚氨脂泡沫或其他软垫。为便于粘接后玻璃的压紧,防止滑移,可在侧窗四角加压板。此时可预先钻孔、攻螺纹,用螺钉将压板挂到侧围上,不要固定,待玻璃粘好后,再使用图7-132a中的方式固定并压紧玻璃。

③为防止粘接剂挤出粘接表面弄脏玻璃,应在玻璃内表面和玻璃外缘的粘胶宽度外贴上防护胶带纸。见图7-132b。

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图7-132 压板和防护胶带纸的布置

④清洗是粘接中的一项重要工作,粘接表面必须干燥、无尘、无油脂、无颗粒(如漆皮、锈皮等)。只能用纯溶剂清洗,如丙酮、丁酮、酒精等,不能用硝基溶剂或硅洗涤剂。清洗剂应根据材料本身的特性来选择。用清洗溶剂洗涤后,应让其挥发充分,直至完全干燥后,再进行粘接。若清洗溶剂未完全挥发,会损害粘接剂的粘接过程。因此,使用手纸或餐巾纸清洗时,不要蘸过多的清洗剂,以缩短干燥时间。

侧窗粘接中主要清洗粘接面,即侧窗止口及玻璃内侧防护胶带的外侧。清洗时,用手纸或餐巾纸蘸少许清洗剂,按一个方向(顺时针或逆时针)擦拭,擦拭时要不时翻折、更新,直到看不出污痕为止。然后让其充分挥发干燥,一般为10min左右。

⑤底涂。为了加强粘度,有些表面需要加底涂。底涂应根据粘接材料的特性确定。用刷子或者毛毡喷涂器涂上薄薄的一层底涂。涂底漆的表面为粘接表面,要均匀覆盖,以易于挥发,粘接前底涂要完全干燥。

⑥待粘接表面符合要求后再打胶。玻璃粘接剂可分为管装和香肠式包装两种。使用管装粘接剂时,在管头部的铝箔封口处开孔,装上塑料喷嘴,根据止口的宽度,用快刀在喷嘴上按所需尺寸开口,一般采用三角形,见图7-133,这样可以避免压缩的粘接剂筒中残存的空气影响剂量,保证粘接剂打出后成一直线。喷嘴开口尺寸应根据粘接厚度及粘接宽度经试验确定,以减少填补粘接剂量。使用香肠式包装粘接剂时,应配套使用西卡公司的管式胶枪或其他同容量胶枪。把胶装入胶枪中,将头部剪开,装上胶枪配套的喷嘴(形状同为三角形),即可正常使用,胶的形状见图7-134。低温下施工时,使用前应先将粘接剂筒加热至35℃再使用。

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图7-133 粘接胶塑料嘴剪切形状

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图7-134 粘接胶涂出的胶形

侧窗玻璃粘接剂可挤在玻璃上,也可挤在骨架上,以后者为宜。用胶枪将粘接剂按逆时针或顺时针方向挤在粘接止口表面上。粘接剂应挤在偏止口内侧一点儿,即粘接宽度中心线位置,且要规范化。

⑦将侧窗粘接玻璃再次抬上止口,同时在预做记号处放上衬条和支承块,将玻璃置于支承块上,调整左右位置,使玻璃前后位置与记号对齐。推紧玻璃,使其内表面紧靠衬条,至此玻璃定位完毕。将侧窗玻璃四角预先设置的压条,调整到图7-120中的位置,旋紧螺钉使压条压紧玻璃,使玻璃与侧围相接的表面平整。操作时,应戴上干净手套,避免弄脏粘接面。粘接剂为高速快干物质,粘合时间很短,以上工作应在粘接剂挤出后一定时间内完成。夏天一般为10~20min,冬天时间稍长一些。

⑧将粘接剂连续过量填注于内外缝隙中。用刮片刮除多余的粘接剂,使缝隙表面平整。

⑨粘接剂一般需要16h左右才能完全干燥,使连接安全可靠(以32℃为基准,通常适当加长至24h左右,24h后即可拆除玻璃压板)。

⑪01粘接剂缝隙的处理方式有用外压条和不用外压条两种。不采用外压条的方法,玻璃上有陶瓷边时,只要将粘接剂刮齐、修平即可。玻璃没有陶瓷边时,为保证粘接剂与玻璃接触面能抗紫外线辐射,采用清洗剂清洁玻璃表面,再涂以玻璃用底涂,以隔绝紫外线,然后再粘接。采用外压条的方法,可以美化外观,同时对粘接剂缝隙的表面处理可降低要求。外压条一般采用不透明的橡塑材料或铝型材制成,其主要作用是避免紫外线照射对粘接面。为使外压条起作用,其位置和宽度都有严格的规定。根据西卡经验,外压条应超过粘接剂且两倍于玻璃厚度,见图7-135,若止口高30mm,玻璃厚5mm,则外压条露于止口下平面的上端40mm。它的总宽度要根据纵向与横向压条调整,通常遵循横窄竖宽的原则,以增加美感。外压条也是通过粘接剂粘于侧围上的。外压条的上端位置应准确定位,并控制粘接剂量。外压条压上后,只要消除外溢粘接剂即可,不需要填缝。

(6)粘接侧窗玻璃的更换。侧窗玻璃粘接不符合要求或者玻璃损坏时,需重新装配或更换,其工艺过程为:

①在粘接剂凝固的状态下,用刀片拆除外压条。

②检查玻璃定位(必要时做记号),以便换装时能正确地安装在相同位置。

③用工具刀将玻璃取下。

④移走玻璃。

⑤切除残留在止口上的粘接剂,至多保留1~2mm,并确定其表面平整。若仍使用原玻璃,则须将玻璃上的粘接剂用刀片刮除干净。若刮除时损伤了漆层,露出了金属骨架,则先用清洗剂清洗,待其自干10min后,用小刷子刷底涂,底涂干后再进行粘接。以室温20℃,相对湿度65%为基准条件,所维修的车辆2h后即可驶出。

(7)装饰压条的粘接。为处理好粘接剂缝,一般采用外装饰压条,它既能起装饰作用,又能避免紫外线照射影响粘接面。外装饰压条一般采用不透明的橡塑材料或铝型材制成。采用粘接胶将外压条粘于侧围上,其工艺流程为:

①试装、定位。将压条贴于车身相应位置,定位后检查其边界及接缝是否符合要求,做定位标志。

②清洗。在压条上下贴满胶带纸,防止胶污染车身表面。在压条外表面贴满胶带纸,防止胶污染压条。取下压条,用餐巾纸清除压条与车身粘接面上的灰尘。用餐巾纸蘸上清洗剂,清洗粘接表面,其自干需10min。

③涂胶。检查侧窗玻璃粘接部分是否需要补胶,如发现有缝隙,则用填缝胶适当补平。在压条粘接面上呈“S”状均匀涂上一道填缝胶,用刮子刮平,胶厚约2mm。

④粘接、固定。将涂上胶的压条与车身上的记号对好,贴于车身上。用宽胶带纸将压条与车身贴实并固定。

⑤清洗、修正。用棉纱汽油擦去车身、玻璃上的残胶。待压条装配72h后,撕去车身上的胶带纸,用刀片修去压条两侧冒出的胶,不要划伤车身及压条表面。

⑥检验各压条是否贴实,过渡部分是否错位,表面是否有划伤、凹坑等明显缺陷。

(二)客车前后风窗玻璃的安装

风窗玻璃的安装形式主要有两种:一是利用胶条装配,二是利用粘接剂粘接装配。图7-136a和图7-136b是用橡胶密封条将风窗玻璃与风窗框固定。装配时,先将胶条安装在风窗框止口上,再把辅助工具尼龙绳放在胶条口中,将玻璃先放在下胶条中,然后从外部挤压玻璃并不断地慢慢拉出尼龙绳,最后镶入嵌条。这种方法的优点是装配可靠,操作简单,易拆卸,成本较低,用于6~8m的小型客车及一些特定车型。

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图7-135 粘接侧窗结构示意图

图7-137为大型豪华客车普遍使用的粘接剂粘接装配形式。将合格的成品玻璃和风窗框用清洗剂清洁干净,在玻璃粘接处涂上一层薄底涂,其作用是防止紫外线破坏胶层。然后在风窗框四周粘接处做胶台,胶台要涂成三角形,保证胶层厚度在6mm左右。接着进行玻璃粘接工作,要保证玻璃一次安装到位,最好备有辅助器具,在风窗框四周打数点固定卡子,待粘接剂固化后拆出。既可使用双面压敏胶带安装风窗四周的装饰条,也可在蒙皮外表面一周及风窗玻璃边缘一周粘贴纸胶带,两者之间的间隙为8~10mm。然后使用填缝胶填缝,填完缝后使用橡胶刮片刮平,最后撕掉纸胶带。粘接剂的补涂需在玻璃固定后立即进行,这种装配方法中,粘接剂起到了固定和密封的双重作用。它对玻璃与风窗框的吻合度要求不高,甚至可以不要求风窗的止口高度,其密封性和可靠性较高,外观美观简洁。但粘接剂的固化时间较长,对环境温度要求较高,而且拆卸风窗玻璃较困难。

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图7-136 风窗玻璃胶条安装形式

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图7-137 风窗玻璃粘接胶粘接方式

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