高速动车组涂装工艺简介.docx

高速动车组涂装工艺简介董双良，王文凭（唐山轨道客车有限责任公司，河北 唐山 063035）摘 要：根据高速动车组涂装生产实践，对油漆配套体系进行分析，同时总结涂装工艺及管理经验。关键词：高速动车组；涂装配套体系；涂装工艺；涂装管理中图分类号：TQ639文献标识码：B文章编号：10079548（2009）1200023-02The Technology Introduction of Bullet Trains CoatingDONG Shuang-liang, WANG Wen-pingAbstract: According to the production practice of bullet trains coating, this paper analyzed the paint matchingsystem and summarized coating process and management experience.Key words: bullet train，paingting matching system，coating process，painting management高速动车组技术的成功引进、吸收，标志着我国轨道车辆制造能力跨入世界先进行列。该车车体为铝合 金材质，耐蚀性和外观装饰性不高，生产中采用涂料涂 装以提高产品的防腐蚀性和外观装饰性。本文主要介 绍高速车体涂装配套体系的选择、车体涂装工艺过程 以及涂装管理方法，希望通过总结生产实践经验，加强 理论研究及工艺试验，进一步改善高速车体涂层质量、 降低成本，力求动车组涂装程序化、标准化。1涂装配套体系的选择高速动车组运行时速为 350 km，其高速运行产生的震动、风沙的冲击、运行环境的温差变化、湿热交替、 车辆的频繁清洗等要求涂层体系具有优异的柔韧性、 硬度、抗刮伤性以及防腐性和抗紫外线辐射能力，并保 证涂层在冷热循环、湿热交替的环境下不开裂、不脱 落，能够在段修期保持光泽不褪色。对于轨道客车而 言，具有优良性能的复合涂层主要由底漆、中涂、面漆 构成，为了保证层间结合力，防止复合涂层出现缺陷， 配套体系须谨慎选择。1.1车体涂装配套体系车体涂装选择符合欧洲标准的杜邦涂料配套体 系：环氧防锈底漆+不饱和聚酯弹性腻子+二道封闭底 漆+聚氨酯中涂+聚氨酯面漆。车体涂层设计见表 1。1.2底架涂装配套体系我国铁路客车运输距离长、区域跨度大，车辆底架 部位运行环境恶劣，设备区域采用双组分环氧金属底漆 + 双组分环氧厚膜面漆的重防腐、抗石击涂装工艺，漆膜坚韧、耐水、耐磨、耐碰撞，旅客区域采用双组 分环氧金属底漆 + 水性阻尼浆体系，防腐的同时起到 隔音降噪的作用，经实际运行检验，该类体系适合高速 列车车底涂装。表 1 车体涂层设计 涂层结构设 计 依 据环氧类底漆树脂的分子骨架主要由碳碳键、醚键组成，化学性质稳定，固化后形成致密的交联网状结 构，水蒸气和氧气对漆膜渗透率极低，因而具有优异的耐酸碱、耐溶剂和耐热性，是防腐性能优良的涂料。由于结构中极性基团的存在，涂料与铝合金表面 间形成很强的作用力，使得该类涂料与基材的附着力良好，完全可以满足动车组涂装需要考虑动车组行驶速度较高，震动可能造成涂膜裂缝的 危险，选择时优先考虑整个涂层的柔韧性，而腻子是 决定涂层柔韧性的关键，通过不同品种腻子弯曲性和 收缩率的对比，选择双组分不饱和聚酯弹性腻子涂料品种、施工方法与底漆相同，控制涂膜厚度在2530 m，主要作用是填平腻子表面的微小缺陷， 增强防腐性能（针对打磨透底的部位），并起到封闭作用, 阻止中涂漆溶剂对腻子的浸渍中涂层起到重要的承上启下作用，应与上下涂层有 良好的附着力，同时具有优良的填充性、打磨性和机 械性能。考虑到与面漆的相容性，提高整个漆膜的鲜 映性和丰满度，该体系选用双组分聚氨酯中涂由于列车运行环境的特殊性，面漆涂层对耐候性和 外观装饰性要求很高，本研究选择双组分聚氨酯面 漆作为涂膜的外层结构，兼顾硬度和弹性的同时，还 有鲜艳的色彩、较好的机械性能以及优良的耐候性底漆腻子二道底漆中涂面漆现代涂料与涂装Modern Paint & Finishing2009 年 12 月第 12 卷第 12 期Dec2009Vol12 No121.3车体内部涂装配套体系车体内部的涂装考虑到改善乘客的乘车环境，本 研究采用双组分环氧金属底漆水性阻尼浆体系。水 分散型涂料，有效降低 VOC 排放，不含六价铬、镉、汞、 铅等重金属原料，在喷砂铝合金表面有良好的附着力， 干燥时间短，施工方便，还具有良好的隔音降噪、阻燃 性优异等功能。2高速动车组涂装工艺涂装工艺是充分发挥涂装材料性能、获得优质涂层、降低涂装生产成本、提高经济效益的必要条件。2.1工序流程涂层结构见表 2，车体涂装工序流程如下： 前处理（喷砂）一道底漆腻子二道底漆中涂漆面漆表 2 车体涂层结构腻子层的作用是平整基体表面，提高装饰性。腻子要多次刮涂，整个腻子层才牢固结实，因为刮涂过厚干 燥慢，而且容易开裂、脱落，所以动车组采用 5 道刮涂 工艺。头道腻子进行找补填坑；第二道腻子要求对车体 进行整车薄层满刮；第三、四 2 道腻子的主要作用是找 平，要求腻子层表面平整，完全覆盖前工序的表面粗糙 以及不平整等缺陷；最后一道腻子的主要作用是填实 针眼、提供表面光滑的腻子层。由于腻子层对整个涂层 体系的附着力和防腐等性能有较大的破坏作用，因此， 腻子层的厚度越薄越好，工艺要求每道厚度不超过 0.5 mm。每道腻子刮涂后必须进行打磨，一般采用打磨机 打磨，前 3 道腻子采用粗砂纸，最后 2 道腻子层的打磨 要求是打磨光滑，为后续的涂层喷涂提供一个良好的 基体表面。由于涂膜的耐潮湿性要求较高，而在整个涂 膜系统中，腻子最容易吸水及中涂层的溶剂，所以在腻 子上外加一道封闭底漆。中涂的作用是填平表面的微小缺陷、增强面漆附 着力，同时阻止面漆溶剂对腻子和底漆层的浸渍。生产 中采用高压混气泵分 2 道湿碰湿喷涂, 要求干膜厚度 不小于 60 m。面漆层在中涂层之上，主要作用是提高装饰性，面 漆层采用空气喷涂，湿碰湿喷 2 道，要求干膜厚度不小 于 40 m。为提高面漆的清洁度，要求面漆调配完成后 使用 200 目左右的滤网进行过滤，然后进行喷涂操作。3涂装管理及质量控制由于涂装工艺的特殊性，涂层可能存在的隐性问题只有在涂装结束后很长一段时间才能显现。所以在 施工过程中要加强涂装管理，每道工序实行自检与专 检相结合，确保所制定的工艺得以实施。 同时必须 完善涂装管理制度，工艺人员和涂装管理人员不定期 对生产过程进行检查，尽可能消除不利因素，确保涂装 质量。3.1设备管理车间配置设备管理人员，做好涂装厂各类设备的 定期检查调试，同时做好记录，明确问题原因及解决方 案、解决时间。设备出现故障时，及时联系维修，确保生 产顺利进行，消除涂装质量问题中的设备因素。3.2工艺管理涂装工艺文件中，需对整个涂装过程的每个操作 细节进行量化、明确化，对所有可能引起隐性质量问题 的操作工序都进行严格控制，要求每台车涂装时须有 相应的工作记录表和工作准备单。工作记录表除要求 记录每个工序使用的材料名称、用量、批次以及材料的 有效使用时间等原材料信息外，还需要记录操作时的 温度、湿度、开工时间、完工时间。并且（下转第 31 页）序号涂层体系及工艺要求表面前处理：主要是采用棕刚玉等磨料进行喷砂, 其喷砂后车体表面获得较为均匀的粗糙度，Ra3.2 12.5m12第一道环氧防锈底漆，干膜厚度不低于 60 m3底漆打磨，刮涂不饱和聚酯双组分腻子4打磨腻子，喷涂双组分封闭底漆5第二道底漆打磨，喷涂聚氨酯中涂，干膜厚度不小于 60 m6打磨中涂，喷双组分面漆，干膜厚度不低于 40 m车顶、底架及车内涂装工序流程与车体较为相似，具体涂层结构见表 3。表 3 车顶、底架及车内涂层结构部位涂层体系及工艺要求设备区：喷涂环氧金属底漆，干膜厚度不小于 60m，打磨后喷环氧厚膜面漆，干膜厚度 200 m；旅客区：喷涂环氧金属底漆，打磨后喷涂阻尼浆，要求干膜厚度为 3 mm 左右环氧金属底漆，干膜厚度不小于 60 m；打磨后喷涂阻尼浆，车顶及侧墙厚度为 23 mm，地板喷涂厚度为 3 mm底架及转向架涂装工序车内涂装工序2.2工序处理基材表面预处理是获得优异涂层的基础，直接影 响涂层的使用寿命和装饰效果，其主要目的是清洁表 面，提供适合于涂装要求的良好基体，以保证涂层具有 良好的防腐蚀性能和装饰性能。动车组前处理方法如 表 2 所列，表面清洁度应达到 GB 89231988 规定的 Sa2.5 级，喷砂后的粗糙度要求为 Ra3.2 12.5 m。防腐底漆层采用高压无气喷涂法湿碰湿 2 道进行 喷涂，要求漆膜干膜厚度不小于 60 m 。对于带有螺 栓连接或螺纹连接的安装面需在整车喷涂前预涂，然 后对这些区域进行防护。尤其要保证锐边、焊缝及沟槽 缝隙等部位涂膜的完整与厚度。24在 3 m 外观察到的面漆外观见图 7 和图 8。现代涂料与涂装Modern Paint & Finishing2009 年 12 月第 12 卷第 12 期Dec2009Vol12 No12有利于色漆的流平，从而提高橘皮的短波；清漆膜厚在满足现场施工的窗口内越厚越好，提高清漆的膜厚，有 利于橘皮的长波效果。漆膜烘干方式、工艺温度、烘干室断面结构等对橘 皮的产生也有影响，垂直面的长波一般要求不大于 10 m，水平面的长波一般要求不大于 4 m，所以在烘干 时应使升温曲线平坦些，升温时间应以 7 9 min 为 宜。并且色漆和清漆喷涂后在晾干间内要有足够的流 平和溶剂挥发时间。涂装材料、不同涂层之间的配套性，以及各种材料 对工艺设备的适应性及施工范围，对橘皮的影响也是 很大的。8结语涂装过程中选择何种油漆，对车身外观是很重要的。生产过程中要对油漆的施工参数进行不断的优化 并寻求稳定的最佳组合。特别要注意油漆的干湿程度、 膜厚的控制及烘干过程、施工环境的相对稳定，同时要 运用先进的涂层检测仪器和科学的方法提供依据。收稿日期：2009-02-17中涂的作用主要是对电泳涂层的填充性，在施工时中涂颜色应尽可能与面漆一致或相近，这样色漆就 会很容易地对中涂层进行遮盖。减少色漆的膜厚，提高 清漆的膜厚，这对减少橘皮有着非常明显的效果，且对 短波值的提升也是有一定的好处的。面漆的喷涂对车身橘皮影响是最大的。一般情况， 在满足遮盖力的前提下要尽量减少色漆的膜厚，这样!（上接第 24 页） 每台车都会有 297 mm210 mm 大小的铝合金试验样板随同车体一同涂装，样板的每层涂 装都会用 20 mm 宽的胶带进行屏蔽保留底层再进行 下一层涂装（腻子层除外，白面漆长度为 100 mm，色带 漆共 137 mm），因此在涂装结束后试验样板上可以清 晰地表示车体的所有涂层结构和涂层顺序，以备进行 涂层破坏性质量检查和后续进行追溯性检查。3.3 环境及人员管理车间定期组织生产操作人员进行资质考试及培 训，从工作观念及操作水平两方面进行教育，明确奖罚 制度，提高工人的自觉性和责任感。保证车间环境清 洁，尽可能消除影响涂装质量的环境因素。3.4 质量控制要求每道工序必须严格按工艺文件执行，涂料比 例必须用精密的电子称进行称量，涂料施工黏度必须 每桶都用涂料黏度杯进行测量。每位操作员工在操作 结束后需对自己的操作进行自检并签字确认，然后由 质检人员对班组的产品进行专检并签字确认，如有质 量问题，质检人员通过 SAP 系统通知车间及设计、工 艺等部门，评审并明确解决方案，返工后再由质检人员 确认，在进行了自检和专检确认后产品方能流入下一 工序。工艺人员和生产管理人员不定期对生产过程进 行检查，确保涂装质量。4 结语引进杜邦涂料配套体系，优化施工工艺，严格控制施工质量，高速动车组涂装整体效果得到铁道部、西门 子技术人员的认可，也经受住实际运行环境的考验。这 不仅提高了公司的涂装技术和作业质量，同时为进军 国际市场，达到国际一流涂装水平增添了技术储备。参考文献：杨松柏铁路客车用双组分涂料涂装系现状J中国涂料，2003，18（2）：5-6. 张学敏涂料工艺学M北京：化学工业出版社，2006.