动车组车体表面高质量涂装的探讨

动车组车体表面高质量涂装的探讨

白岩 赵轩 窦磊 黄建 朱广旭

中车长春轨道客车股份有限公司，吉林长春 130062

摘要：动车组外表面使用的涂料及涂层体系均满足中国铁路总公司企业标准Q/CR 546.1-2016中的技术指标要求，该技术要求及材料本身性能并无问题，但在实际运行过程中仍然会出现诸如失光、起泡、开裂等涂层缺陷，这些缺陷缩短了涂层的使用年限，增加了维修成本，为安全行车埋下了隐患。为解决上述问题，结合现车实际施工工艺特点，分析高质量喷涂的工艺方法及自动化喷涂设备，为同行业提供一定的指导作用。

关键词：动车组 喷涂 缺陷 高质量

1、前言

高速动车组在运行过程中车体振动大、风阻大、风沙对涂层表面的冲击强烈；动车组通过隧道或会车时，会产生很强的压力波，高压强引起车体涂层形变；动车组中长距离运输过程中，涂层经受环境的冷热循环、干湿交替的考验；动车组运营过程中对美观性要求高，涂层承受频繁的擦洗清洁。以上这些因素都对高速动车组涂层产生非常不利的影响。因此，动车组涂层必须具有更优异的附着力、耐冲击性、柔韧性、耐腐蚀性、耐老化性、抗沾污性、耐磨性、耐水性、耐化学清洗剂等性能。通过对动车组涂层缺陷的研究，寻求避免涂层缺陷形成的方法，从而提高动车组涂层的整体质量。

随着高铁制造技术的发展和涂层工艺的需要，传统的人工喷涂已无法满足现有的需求，机器人自动喷涂作为一种涂装技术，已在多个行业成熟应用，但是在动车组车体喷涂领域还未有成功应用案例。本文介绍了机器人扩展两个外部轴的方式，机器人的喷涂范围可覆盖整个动车组车体，扩展轴中的水平移动轴可与机器人实现完全联动，减小了喷涂的搭接面积，喷涂表面质量更高。为了使设备具有更大的适应性，系统配备了人工喷涂三维操作台，可兼顾自动喷涂与人工喷涂。

2、涂层缺陷成因分析

2.1、外界环境因素影响

通过大数据分析，各种涂层缺陷主要发生在高温高湿的夏季，为了进一步确定涂层缺陷成因，我们对漆房各个时段的温湿度情况进行跟踪记录。漆房温度几乎都在30℃以上，有些时段甚至超过了40℃。例如，0：00时漆房的检测温度最高为45.5℃、相对湿度为24%，而此时厂房外的环境温度为25.6℃、相对湿度为81%。漆房温度比室外高19.9℃，很不正常，说明漆房有外在热源进入而导致漆房温度升高。漆房设计属于喷烘一体，采用蒸气加热，在喷漆状态时蒸气阀门应该是关闭的。对漆房设备进行检查发现，由于阀门的密封故障，阀门关闭不严而泄漏蒸气，致使漆房温度升高。另一方面，相邻漆房室体之间存在互相串热的现象，即一边漆房在烘干，而相邻漆房在喷漆，致使喷漆漆房温度升高。

2.2、涂料搅拌时气泡影响

目前，轨道客车领域普遍采用双组分油漆，这类油漆在使用前需要将主剂和固化剂充分混合搅拌，搅拌过程通常采用搅拌器搅拌。高速搅拌会使油漆产生气泡，这些气泡不仅在涂料表层，涂层内部也有很多细小的气泡，受到涂料黏度影响，短时间内气泡无法完全从液相中逸出。因此，油漆调配后需要20～30min的消泡时间或加入消泡剂加速气泡逸出。若不满足此要求进行喷涂，漆膜表面可能会出现细小的气泡，干燥后出现气泡现象，这类气泡发生没有规律性。

2.3、底漆过度干喷影响

高温环境下喷涂，雾化的底漆固化加速，在到达车体表面前就已经固化或半固化，这些已固化或半固化的底漆落到车体表面后不能形成均匀的漆膜，而是以颗粒的状态存在，与底材附着力很差，因此不能起到良好的防腐作用。

3、涂层缺陷的处理方式

以涂层起泡为例：先将隆起的起泡层铲掉，再将漏出的潮湿的底层铲除干净，用#l砂布把泡坑打磨干净，然后用YWJ型的万向式红外烤漆机将需要修补的补图面烘干。将钢材露出的部分涂上厚度为20—25μm的底漆，然后对涂漆的部位进行烘干。刮涂腻子：刮涂原子灰腻子或者其他自干型腻子，刮涂厚度和刮涂道数要根据腻子的性质和效用以及刨坑的深浅，在刮涂工作中每次刮涂厚度不能太厚。打磨工作中用26#耐水性砂纸湿打磨末道腻子。把打磨产生的灰尘用水洗干净，把水分吹干，然后将打磨面产生的灰尘和杂质用具有粘性的擦布擦干净。喷涂二道浆：将不需要的进行喷涂的表面用纸遮住，喷涂和面漆配套性质和效能较好的二道浆，然后对表面进行干燥工作。如果存在砂眼，在刮平砂眼时选用细致的快干腻子。然后用320—500#的耐水性砂纸湿将需要补漆的表面进行打磨。然后将打磨产生的灰洗干净，并将水分进行干燥。喷涂面漆：将不需要的进行喷涂的表面用纸遮住，将需要进行喷涂的表面用粘性擦布擦干净。在选择油漆时要选择同一厂家、同一型号、同一批次产的。面漆的喷涂道数根据漆的种类而定，如果是硝基漆需要喷四道，聚氨醋漆和氨基烘漆需要喷两道。干燥完成后将保护纸去掉，然后将200#溶剂汽油将表面擦拭干净。

4、智能喷涂设备的应用

高速动车组车辆长26米、宽3.4米、高5米，最低点离地0.25米。为满足喷涂机器人对高速动车组车辆喷涂面的覆盖，机器人增加了车辆长度方向的移动装置和车辆高度方向的升降装置（外部扩展七、八轴）。其中，机器人水平移动轴总长29米，可满足喷涂范围需求。机器人移动装置由交流伺服电机及减速机组、滑板、直线导轨副、齿轮齿条副、导轨基座、防尘装置、缆线拖链及支架、驱控装置和安装台架等部分组成。机器人的概念设计如图1所示。

图1 机器人概念设计

5. 结论

动车组车身油漆涂层喷涂是一项工业技术含金量极高的施工工艺，动车组车身油漆缺陷等质量问题屡见不鲜，针对预防油漆涂层缺陷的技术也在不断改善和创新。总而言之，在动车组车身油漆喷涂过程中，预防车身表面缺陷十分关键，应引起施工及技术人员的重视。

参考文献

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