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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“frp”或“GRP”, 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摄氏度、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摄氏度~80摄氏度的条件下加热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0.5%, 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

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