2025年水聲換能器密封工技能考核試卷及答案一、填空題（每空1分，共20分）1.水聲換能器密封工藝中，常用的彈性密封材料包括______、______和氟橡膠，其中耐海水腐蝕性能最優(yōu)的是______。2.換能器殼體與端蓋的密封面粗糙度需控制在______μm以下，若表面存在劃痕，深度超過______mm時需返廠修復(fù)。3.硅橡膠密封膠固化過程中，環(huán)境濕度應(yīng)控制在______%~______%范圍內(nèi)，溫度需穩(wěn)定在______℃±2℃，過高濕度會導(dǎo)致______缺陷。4.真空灌膠工藝中，抽真空的最終壓力需達到______Pa以下，保壓時間不少于______分鐘，目的是______。5.氦質(zhì)譜檢漏時，標(biāo)準(zhǔn)漏率要求不超過______Pa·m3/s，檢測前需對被測件進行______處理，避免表面吸附氣體干擾。6.聚氨酯密封膠的邵氏硬度通常為______A~______A，過度固化會導(dǎo)致材料______，影響密封可靠性。二、單項選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪種表面處理方式不適用于鋁合金換能器殼體的密封前處理？（）A.丙酮擦拭除油B.噴砂粗化C.濃鹽酸酸洗D.無水乙醇脫水2.密封膠混合時，雙組分膠的配比誤差應(yīng)控制在：（）A.±1%B.±3%C.±5%D.±10%3.換能器水下工作深度1000米時，密封結(jié)構(gòu)需承受的靜水壓力約為：（）A.1MPaB.10MPaC.100MPaD.1000MPa4.下列哪種情況會導(dǎo)致密封膠與金屬界面脫粘？（）A.表面處理后4小時內(nèi)涂膠B.環(huán)境溫度15℃C.表面殘留脫模劑D.膠層厚度2mm5.真空灌膠時，氣泡殘留的主要原因是：（）A.抽真空時間過長B.膠料黏度太低C.灌膠速度過快D.環(huán)境濕度低于30%6.檢測密封件耐老化性能時，需模擬的關(guān)鍵環(huán)境因素不包括：（）A.海水鹽度B.紫外線照射C.周期性溫度變化D.機械振動7.硅橡膠密封膠固化后，若硬度偏低，可能的原因是：（）A.固化劑過量B.環(huán)境溫度過高C.膠料混合不勻D.濕度不足8.換能器端蓋密封槽尺寸設(shè)計時，膠層壓縮率應(yīng)控制在：（）A.5%~10%B.15%~25%C.30%~40%D.45%~55%9.氦質(zhì)譜檢漏時，對被測件充入的示蹤氣體是：（）A.氮氣B.氫氣C.氦氣D.二氧化碳10.密封工藝文件中，“三檢制”指的是：（）A.自檢、互檢、專檢B.首檢、巡檢、終檢C.目檢、尺檢、儀檢D.材料檢、過程檢、成品檢三、判斷題（每題1分，共10分）1.密封膠涂覆后，可用壓縮空氣加速表干，縮短固化時間。（）2.換能器密封面有輕微銹跡時，可用砂紙直接打磨后涂膠。（）3.雙組分密封膠混合后需在適用期內(nèi)使用，超過時間的膠料可少量添加固化劑繼續(xù)使用。（）4.水下密封結(jié)構(gòu)設(shè)計中，O型圈的截面壓縮率越大，密封效果越好。（）5.真空灌膠完成后，需自然冷卻至室溫再脫模，避免膠層因熱應(yīng)力開裂。（）6.氦質(zhì)譜檢漏時，若檢測值為5×10??Pa·m3/s，說明密封性能符合要求。（）7.聚氨酯密封膠耐油性能優(yōu)于硅橡膠，但耐低溫性能較差。（）8.密封面清洗后，可用手直接觸摸，只要無明顯污漬即可。（）9.換能器長期存放時，密封件需避免與有機溶劑接觸，防止溶脹失效。（）10.實操中，膠層厚度越厚，密封可靠性越高。（）四、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述水聲換能器密封前表面處理的主要步驟及目的。2.雙組分密封膠混合不勻會導(dǎo)致哪些質(zhì)量問題？如何判斷混合均勻性？3.列舉三種常見的密封失效模式，并分析其可能原因。4.說明真空灌膠工藝中“先抽真空后灌膠”與“邊灌膠邊抽真空”的區(qū)別及適用場景。5.當(dāng)氦質(zhì)譜檢漏發(fā)現(xiàn)漏率超標(biāo)時，應(yīng)采取哪些排查措施？五、實操題（每題10分，共20分）1.模擬操作：現(xiàn)有一只鈦合金換能器殼體（內(nèi)徑Φ200mm，端蓋密封槽深3mm，寬5mm），需用室溫硫化硅橡膠（邵氏硬度50A，混合后適用期40分鐘）完成端蓋密封。請寫出具體操作步驟（含參數(shù)控制）及注意事項。2.故障處理：某批次換能器在200米水深測試中出現(xiàn)滲漏，經(jīng)檢查膠層與鋁合金殼體界面脫粘。請分析可能原因（至少4條），并提出改進措施。答案一、填空題1.硅橡膠；聚氨酯；氟橡膠2.1.6；0.13.40；60；25；氣泡/發(fā)泡4.100；30；排除膠料中的氣體5.1×10??；清潔干燥6.70；90；脆化二、單項選擇題1.C2.B3.B4.C5.C6.B7.C8.B9.C10.A三、判斷題1.×（壓縮空氣可能帶入雜質(zhì)或影響固化反應(yīng)）2.×（銹跡需徹底清除，否則影響粘結(jié)）3.×（超過適用期的膠料化學(xué)反應(yīng)已完成，添加固化劑無效）4.×（壓縮率過大易導(dǎo)致O型圈永久變形）5.√6.√（一般水聲換能器漏率要求≤1×10??Pa·m3/s）7.√8.×（手觸摸會污染表面，需戴潔凈手套）9.√10.×（膠層過厚易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致開裂）四、簡答題1.步驟及目的：①除油：用丙酮或無水乙醇擦拭，去除油脂、汗?jié)n，避免影響膠料粘結(jié)；②粗化：噴砂或砂紙打磨（粗糙度Ra1.6~3.2μm），增加表面積，提高機械嵌合力；③活化：鋁合金可采用鉻酸鈍化，鈦合金用氫氟酸輕度腐蝕，形成活性界面層；④干燥：低溫烘干（60℃±5℃）或潔凈壓縮空氣吹干，防止水分殘留導(dǎo)致氣泡。2.混合不勻的影響：膠層局部未固化（發(fā)粘）、硬度不均、耐老化性能下降、界面脫粘。判斷方法：取少量混合膠料，觀察顏色是否均勻（若為有色膠）；用玻璃棒挑動，手感無明顯顆粒感；固化后取試樣做拉伸測試，斷裂位置應(yīng)在膠層內(nèi)部而非界面。3.常見失效模式及原因：①界面脫粘：表面處理不徹底（油污/氧化層殘留）、膠料與基材不匹配（如極性差異大）、固化過程中界面受外力擾動；②膠層開裂：膠層過厚（>5mm）、固化收縮率大（如環(huán)氧膠）、長期受交變應(yīng)力（如振動）；③氣泡滲漏：灌膠時真空度不足、膠料黏度太高（氣泡難以排出）、環(huán)境濕度超標(biāo)（水分汽化）。4.區(qū)別及適用場景：①先抽真空后灌膠：將膠料在真空罐內(nèi)脫氣至無氣泡，再注入工件。適用于黏度較低（<5000mPa·s）、灌膠路徑簡單的結(jié)構(gòu)（如平面密封），優(yōu)點是氣泡少，但需專用脫氣設(shè)備；②邊灌膠邊抽真空：工件與膠料同時處于真空環(huán)境，灌膠過程持續(xù)抽氣。適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)（如多腔室、窄縫），可避免膠料在流動中裹入空氣，但需控制灌膠速度（過快易導(dǎo)致膠料飛濺）。5.排查措施：①確認(rèn)檢漏設(shè)備狀態(tài)（校準(zhǔn)證書、本底漏率）；②檢查被測件接口（如堵頭、快插接頭）是否密封良好；③用蘸有氦氣的毛筆逐段掃描可疑區(qū)域（如膠縫、螺紋連接處），定位漏點；④若漏點在膠層，檢查固化工藝（溫度/濕度/時間）是否符合要求；⑤若漏點在殼體焊縫，需進行X射線探傷檢測；⑥追溯同批次膠料的檢驗報告（如硫化特性、粘結(jié)強度）。五、實操題1.操作步驟及注意事項：步驟1：表面處理。用丙酮擦拭殼體與端蓋密封面（3遍，每遍換干凈棉布），檢查無油污后，用80目砂紙沿圓周方向交叉打磨（避免徑向劃痕），使粗糙度達Ra3.2μm；用壓縮空氣吹凈粉塵，60℃烘箱干燥20分鐘。步驟2：密封槽預(yù)處理。在密封槽邊緣粘貼美紋紙（寬度6mm），防止膠料溢出污染非密封面；用毛刷均勻涂覆底涂劑（按供應(yīng)商要求，干燥10分鐘）。步驟3：膠料混合。按A:B=10:1（質(zhì)量比）稱取硅橡膠，用電動攪拌器（轉(zhuǎn)速300r/min）混合5分鐘，刮取桶壁膠料再混合3分鐘，確保顏色均勻無條紋。步驟4：灌膠。將混合膠料倒入注射器，沿密封槽螺旋狀填充（避免斷膠），膠層高度超出槽深1.5mm（壓縮率約30%）；用刮板沿45°角刮平，確保膠層連續(xù)無氣泡。步驟5：固化。將端蓋與殼體對齊（用定位銷固定），均勻施加壓力（0.3MPa），環(huán)境溫度25℃±2℃，濕度50%±5%，固化24小時；后硫化條件：60℃保溫4小時。注意事項：①混合后30分鐘內(nèi)完成灌膠（適用期40分鐘，預(yù)留操作時間）；②壓力需均勻分布（可用扭矩扳手按對角順序緊固螺栓）；③固化過程避免振動；④美紋紙需在膠料表干前（約1小時）撕除，防止粘斷膠層。2.可能原因及改進措施：原因分析：①表面處理不徹底：鋁合金殼體氧化層未完全去除（如僅用丙酮擦拭未噴砂），導(dǎo)致膠料與基材粘結(jié)力不足；②底涂劑未使用或失效：未涂覆底涂劑（或底涂劑過期），無法改善硅橡膠與鋁合金的界面結(jié)合；③固化環(huán)境異常：固化時溫度低于20℃（硅橡膠硫化速度減慢），或濕度低于30%（交聯(lián)反應(yīng)不完全）；④膠層厚度不均：密封槽內(nèi)膠料局部過?。?lt;1mm），壓縮后無法填充間隙；⑤應(yīng)力集中：端蓋螺栓緊固順序錯誤（未對角擰緊），導(dǎo)致膠層局部受剪切力過大。改進措施：①優(yōu)化表面處理：增加噴砂工藝（砂粒46目，壓力0.