1 引言
       出口中東地區(qū)內(nèi)燃動(dòng)車組(DMU)是南車四方車輛有限公司為拓展國際市場(chǎng)，自主研發(fā)的第一個(gè)動(dòng)車組項(xiàng)目，也是代表南車集團(tuán)將軌道交通產(chǎn)品打入中東市場(chǎng)的一個(gè)項(xiàng)目。特別是中東地區(qū)的高氣溫環(huán)境、高鹽霧、高強(qiáng)度紫外線、多風(fēng)沙的環(huán)境狀況，與國內(nèi)軌道車輛運(yùn)行環(huán)境狀況截然不同，這使得國內(nèi)可借鑒的涂層設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)較少，增加了項(xiàng)目設(shè)計(jì)難度和風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)根據(jù)項(xiàng)目合同規(guī)定，中東地區(qū)動(dòng)車組涂裝過程需執(zhí)行國際鐵路聯(lián)盟（UIC842-1、2、3、5、6）標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)按照公司IRIS質(zhì)量體系管理要求，將動(dòng)車涂裝定為特殊過程，對(duì)涂裝體系進(jìn)行特殊過程識(shí)別、驗(yàn)證、確認(rèn)。最終確定了一套合理的涂層組成和涂裝施工工藝，滿足了動(dòng)車組涂層的功能性和裝飾性要求。
       2 涂裝配套體系選擇
       2.1環(huán)境參數(shù)及運(yùn)行條件
       2.1.1環(huán)境條件
       1）環(huán)境條件
       最高蔭溫(夏季)：55℃
       最高日光下溫度(夏季)：80℃
       平均相對(duì)濕度(夏季)：26%
       最低相對(duì)濕度(夏季)：10%
       最低溫度(冬季)：-10℃
       平均相對(duì)濕度(冬季)：75%
       最高相對(duì)濕度(冬季)：90%
       環(huán)境特點(diǎn)：熱帶沙漠氣候，炎熱、多塵、風(fēng)暴
       2）要求滿足160Km/h速度運(yùn)營需要，在­-10℃～+80℃溫度區(qū)間漆膜表面無失光，無裂紋,涂層附著力良好。并保證在車輛交付使用后的一個(gè)大修期內(nèi)涂層運(yùn)行狀態(tài)良好。
       2.2車體涂層選擇
       動(dòng)車組設(shè)計(jì)由2動(dòng)8拖（一等座車1/二等座車3/臥車3/餐車1）組成，動(dòng)車主要由碳鋼車體（Q355GHH、Q235、Q345）和玻璃鋼頭罩組成，拖車設(shè)計(jì)為碳鋼車體（Q355GHH、Q235、Q345）。要求設(shè)計(jì)的涂層不僅要有良好的抗腐蝕性，也要有良好的抗高溫、抗紫外線輻射、抗風(fēng)沙能力，同時(shí)考慮到海運(yùn)階段涂層的耐鹽霧性能，確定了車體外皮復(fù)合涂層主要由雙組份環(huán)氧底漆+不飽和彈性聚酯膩?zhàn)?雙組份聚氨酯中涂漆+雙組份聚氨酯底色漆+雙組份聚氨酯清漆組成。
       2.2.1雙組份環(huán)氧底漆
       選用雙組份環(huán)氧磷酸鋅底漆，厚度參數(shù)控制60~80μm，底漆由環(huán)氧樹脂、磷酸鋅和鈦白粉防銹顏料及聚酰胺固化劑等組成，不含對(duì)人體有害的鉻、鎘等重金屬原料、具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、防銹性能、耐腐蝕性、耐水性及抗化學(xué)試劑性。同時(shí)底漆通過了耐150℃，2h高溫及500h的耐鹽霧性能測(cè)試。
       2.2.2不飽和彈性聚酯膩?zhàn)?br />        考慮到動(dòng)車組運(yùn)行環(huán)境比較惡劣，夏季高溫、高風(fēng)沙的環(huán)境特點(diǎn)，考慮車體高速運(yùn)行過程中的震動(dòng)會(huì)造成涂層脫落的風(fēng)險(xiǎn)，經(jīng)過比較分析后選用柔韌性能較好的不飽和彈性聚酯膩?zhàn)印Ｊ┕み^程中嚴(yán)格控制膩?zhàn)邮┕ず穸?le;3mm，對(duì)局部厚度超過3mm的進(jìn)行了小樣板試驗(yàn)。從第三方檢測(cè)報(bào)告可以看出，車體局部的膩層厚度低于10mm，其耐水和耐高溫性能亦滿足要求。
       2.2.3雙組份聚氨酯中涂漆
       選用雙組份聚氨酯中涂漆，要求具有良好的填充性、打磨性及機(jī)械性能，能達(dá)到良好的承上啟下作用，填平打磨后膩?zhàn)颖砻娴奈⑿∪毕荨⒆柚姑嫫崛軇?duì)底漆和膩?zhàn)訉拥慕n。漆膜厚度控制在60~80μm。
       2.2.4雙組份聚氨酯底色漆+雙組份聚氨酯清漆
       車體最外部涂料選用雙組份聚氨酯底色漆+雙組份聚氨酯清漆的涂層結(jié)構(gòu)，底色漆漆膜厚度控制在30μm～40μm，清漆漆膜厚度控制在60μm～90μm，為保證外部油漆良好的裝飾性，要求各色底色漆具有良好的遮蓋力和涂覆能力，雙組份聚氨酯清漆光澤度要求大于80%（測(cè)量角度60°），清漆表面光亮光滑，同時(shí)在清漆中加入抗紫外線助劑，增強(qiáng)清漆的抗老化、抗失光能力。
       3 涂裝工序
       3.1涂裝前表面預(yù)處理
       表面預(yù)處理的主要目的是去除車體表面的所有污染物和氧化皮，提高車體表面清潔度和粗糙度，增強(qiáng)車體表面與油漆的附著力。動(dòng)車組車體的預(yù)處理采用全車內(nèi)外噴砂工藝，噴砂磨料選用圓形鋼丸、棱角砂、棕剛玉等比例混合。細(xì)度36目棕剛玉的加入，增強(qiáng)磨料的除銹能力，同時(shí)減少了噴砂過程中鋼結(jié)構(gòu)的變形量，經(jīng)過驗(yàn)證得出，鋼結(jié)構(gòu)噴砂后車體表面清潔度達(dá)到UIC842-3中規(guī)定的Sa21/2級(jí)，鋼結(jié)構(gòu)變形量有效控制在設(shè)計(jì)允許的≤1.5mm/m2，粗糙度均勻控制在UIC842-3中規(guī)定的表面粗糙峰谷深度的總值不超過40μm，大致相當(dāng)于Ra3.2μm~12μm范圍內(nèi)。        動(dòng)車玻璃鋼頭罩表面處理：用積塵式打磨機(jī)配100#~120#的砂紙對(duì)玻璃鋼外表面進(jìn)行均勻打磨，去除玻璃鋼膠衣表面的脫模蠟和油污，完全去除膠衣表面光亮，打磨后玻璃鋼表面要求形成均勻的打毛面（粗糙面），打磨完成清灰后，用干凈白抹布炸蘸取丙酮，清除表面殘留油污。
       3.2車體涂防腐底漆
       車體防腐底漆主要采用高壓無氣噴涂機(jī)進(jìn)行手工噴涂，噴涂壓力：0.4MPa～0.6MPa，噴嘴口徑Φ0.38mm~0.41mm，采用濕碰濕的方法噴涂兩遍，第一遍施工完畢后靜置15~20min，底漆流平后進(jìn)行第二遍施工，底漆干膜總厚度控制在60~80μm。
       3.3膩?zhàn)庸瓮?br />        采用縱橫交替的方式刮涂，要求無明顯刀棱和刀紋，根據(jù)車體平整度狀態(tài)，選擇膩?zhàn)庸瓮烤帞?shù)6~7遍，首先對(duì)側(cè)端墻焊縫打磨部位進(jìn)行膩?zhàn)宇A(yù)找補(bǔ)，然后進(jìn)行全面刮涂，其中第2、3遍進(jìn)行車體表面膩?zhàn)犹钇剑x用稠度225px~275px的稠膩?zhàn)舆M(jìn)行施工，然后用稠度為350px~400px的稀膩?zhàn)樱ú唤ㄗh在往稠膩?zhàn)又屑尤肽佔(zhàn)酉♂寗┻M(jìn)行針眼填實(shí)、抹平刀棱和刀紋，膩?zhàn)用勘楣瓮亢竦撞怀^0.5mm，且逐遍減少，整體總厚度≤3mm，最后一遍稀膩?zhàn)庸瓮亢竦卓刂圃?.1mm為宜，每遍膩?zhàn)痈稍锖筮M(jìn)行用砂紙打磨，砂紙打磨型號(hào)從80#、120#、180#依次遞減。
       3.4雙組份聚氨酯中涂漆噴涂
       采用高壓無氣噴涂機(jī)進(jìn)行噴涂，濕噴濕噴涂兩遍，漆膜厚度控制在60μm~80μm。
       3.5雙組份聚氨酯底色漆和雙組份聚氨酯清漆的噴涂
       底色漆噴涂前用360#細(xì)砂紙均勻打磨中涂漆，吹風(fēng)除塵后再用干凈白抹布擦拭，避免底色漆噴涂前任何灰塵、雜物污染。采用空氣噴涂法進(jìn)行噴涂。噴漆室的溫濕度范圍（溫度：18℃~25℃，相對(duì)濕度≤75%），空氣噴槍噴嘴直徑1.0mm~1.5mm。底色漆完全干燥后再采用空氣噴涂方法噴涂兩遍清漆，清漆噴涂工藝及施工參數(shù)與面漆基本相同。
       4 施工過程工藝驗(yàn)證及工藝改進(jìn)
       因涂裝過程屬于特殊工序，因此在產(chǎn)品施工前須進(jìn)行工藝驗(yàn)證，從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)等幾個(gè)方面對(duì)每個(gè)操作步驟進(jìn)行整車施工模擬，驗(yàn)證合格后開始整車涂裝施工。
       在整車涂裝的同時(shí)，制作對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的隨車施工樣板，準(zhǔn)確記錄產(chǎn)品的施工過程，為以后施工質(zhì)量檢查提供可追溯性原始資料。
       4.1配套涂層體系油漆檢驗(yàn)報(bào)告
       車體鋼結(jié)構(gòu)在組裝完成后平面度調(diào)整過程中，為保證鋼板的撓度和韌性，不允許反復(fù)下火調(diào)平，在鋼結(jié)構(gòu)噴砂過程中，60~80m/s的磨料對(duì)鋼板的沖擊，加上鋼結(jié)構(gòu)緊固后的內(nèi)部應(yīng)力釋放，易造成表面預(yù)處理后鋼結(jié)構(gòu)平面度超差。
       鋼結(jié)構(gòu)在首車試制過程中，在表面預(yù)處理過程后，也出現(xiàn)上訴平面度超差現(xiàn)象，通過分析及工藝驗(yàn)證，尋找到如下一套控制鋼結(jié)構(gòu)在噴砂過程中平面度超差方法：
       1）調(diào)整磨料配比，減少磨料對(duì)鋼板的沖擊力，詳見本文表一。
       2）細(xì)化施工工藝，車體噴砂除銹時(shí)，噴丸壓力0.5MPa~0.6MPa，噴丸距離400mm~600mm，丸料噴射角度＜45°，對(duì)于各窗口部位、車頂部位等板材較薄部位，控制噴砂角度約30°。
       3）增加二次下火調(diào)平工序，先將鋼結(jié)構(gòu)整體調(diào)平到車輛設(shè)計(jì)允許的平面度范圍內(nèi)，進(jìn)行噴砂除銹作業(yè)，噴砂完成后4h內(nèi)進(jìn)行底漆施工，底漆干燥后在對(duì)局部平面度超差點(diǎn)進(jìn)行二次下火調(diào)平。
       4）平整度達(dá)標(biāo)后，手工打磨局部動(dòng)焊破壞掉的底漆層，重新修補(bǔ)底漆。
       5）對(duì)二次調(diào)平后不吐的底漆進(jìn)行模擬小樣板工藝驗(yàn)證，確認(rèn)修補(bǔ)底漆的性能能滿足質(zhì)量要求，同時(shí)有效避免一次性反復(fù)調(diào)平對(duì)鋼結(jié)構(gòu)韌性及撓度的破壞，同時(shí)也考慮到了噴砂過程中由于人員操作不當(dāng)造成的平面度超標(biāo)因素，增加了施工過程的可操作性。
       以下是模擬小樣板劃格試驗(yàn)：鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)過調(diào)平后不吐的底漆附著力為1級(jí)。
       4.2底色漆色差控制
       采用先油漆后組裝的工序，這樣能有效保證結(jié)構(gòu)重疊及邊角部位的噴涂全面性。但是對(duì)于車體外部組成件如活動(dòng)裙板、塞拉門、車頂活蓋、玻璃鋼車頭罩等部位噴涂后卻易帶來色差問題，影響整體的美觀效果。經(jīng)過工藝驗(yàn)證后可按如下方法解決色差：        1）保證整車及各配件的施工環(huán)境要求及工藝要求相同，控制配件與車體在同一施工環(huán)境下作業(yè)。
       2）外部組件與車體整體噴涂：將外部組件與車體組裝后整體噴涂。如拖車的活動(dòng)裙板，在底漆、膩?zhàn)印⒅型客瓿珊螅c車體連掛，一起進(jìn)行底色漆、清漆噴涂；動(dòng)車玻璃鋼頭罩，在底漆、膩?zhàn)印⒅型客瓿珊螅c動(dòng)車車體預(yù)組裝，同時(shí)進(jìn)行底色漆和清漆的施工，解決了整車色差問題。
       5 結(jié)論
       動(dòng)車組在中東地區(qū)當(dāng)?shù)卦囘\(yùn)過程中，表面涂層狀態(tài)良好。在當(dāng)?shù)貧鉁?0°的高溫環(huán)境中，車體試運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)良好，涂層狀態(tài)的功能性、裝飾性良好，達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)要求。