【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于浮力材料制造，具體涉及一種輕量化固體浮力材料構件的低應力粘接方法。
技術介紹
1、固體浮力材料構件是各種潛航器、水下機器人等水下裝備的重要組成部分，對各種潛航器、水下機器人等裝備提供必須的正浮力；固體浮力材料構件在減小水下裝備外形尺寸、增大裝備有效載荷、提高裝備結構的穩定性等方面起著重要作用。
2、輕量化固體浮力材料構件由于體積較大，很難采用整體澆注或其它整體成形的方式實現。現有技術中輕量化固體浮力材料構件成形工藝路線具體為：
3、(1)構件拼接方案設計，即構件加工時先對固體浮力材料構件進行拼接方案設計；
4、(2)標準塊或毛坯粘接面加工，即再進行單個固體浮力材料標準塊或毛坯的粘接面加工，加工之后進行表面清洗，用膠粘劑粘接成條狀塊；再對條狀塊的粘接面進行加工，加工之后進行表面清洗，用膠粘劑粘接成層狀塊；然后對層狀塊的粘接面進行加工，加工之后進行表面清洗，用膠粘劑粘接成輕量化構件毛坯；構件毛坯最后經過機械加工形成所需的構件形狀。
5、按此方法成形的構件，由于所用的標準塊或毛坯材料個體力學性能有差異，組合在一起會導致抗結構應力的能力不一樣，在后續吸水率測試過程中，力學性能較差標準塊處形成薄弱點，此處易出現開裂現象，這樣會導致整個構件報廢，而若在深海作業使用過程中，構件出現開裂，則會直接影響水下裝備的安全，造成巨大的經濟損失。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本專利技術提供一種輕量化固體浮力材料構件的低應力粘接方法。該方
2、為了實現本專利技術目的，具體采用如下技術方案：
3、一種輕量化固體浮力材料構件的低應力粘接方法，包括以下步驟：
4、1)準備高度相同的塊狀固體浮力材料；
5、2)以塊狀固體浮力材料為基本單元，對其沿直線拼接粘合，制備條狀固體浮力材料；
6、3)以條狀固體浮力材料為基本單元，對其沿平面拼接粘合，制備層狀固體浮力材料；
7、4)以層狀固體浮力材料為基本單元，在其長度方向的兩端或寬度方向的兩端分別設置粘結帶，對其上下拼接粘合，制備輕量化固體浮力材料構件毛坯；所述粘結帶的粘合長度為層狀固體浮力材料的長或寬，粘合寬度為塊狀固體浮力材料的高度。
8、本專利技術步驟4)中，若在層狀固體浮力材料長度方向的兩端設置粘結帶，則所述粘結帶的粘合長度為層狀固體浮力材料的長；若在層狀固體浮力材料寬度方向的兩端設置粘結帶，則所述粘結帶的粘合長度為層狀固體浮力材料的寬。
9、在整個構件粘接過程中，層狀固體浮力材料之間的粘接面積最大，產生的粘接應力也最大，本專利技術按標準塊的厚度乘以構件的長或寬來設計層狀固體浮力材料之間的粘接面積，并對安裝點或吊裝點承載能力按構件自重的5～10倍進行校核粘接強度；其余部位不粘接或留0.5～1mm縫隙，通過減少層與層之間的粘接面積，層與層之間形成間隙，形成透水結構，在高水壓作用下使層與層之間所受的力抵消，這種結構設計減少浮力塊之間的粘接應力和在高水壓環境下產生的結構應力。
10、作為優選，上下相鄰的層狀固體浮力材料之間存在0.5～1mm的拼接縫隙。
11、作為優選，上下相鄰的層狀固體浮力材料之間的粘接部位設置在靠近輕量化固體浮力材料構件的安裝點或者吊裝點的位置，從而進一步保證了足夠的安裝或吊裝強度余量。其中安裝點是指圖紙中設計用于固定、緊固構件或安裝儀器設備用的結構特征；吊裝點是指圖紙中設計用于安裝構件時起吊用的螺紋或其它形式的結構特征。
12、作為優選，所述層狀固體浮力材料垂直于所述固體浮力材料構件的安裝方向或者吊裝方向。
13、作為優選，每個層狀固體浮力材料中，所包含的塊狀固體浮力材料之間的密度差在0.01g/cm3以下。
14、進一步優選的，所述輕量化固體浮力材料構件中，所包含的塊狀固體浮力材料之間的密度差在0.01g/cm3以下。
15、材料密度與力學性能緊密相關。由于生產固體浮力材料標準塊的批次不同，會造成標準塊的密度略有差異，密度的差異會帶來力學性能上的差異，不同密度的標準塊粘接在一起，使用過程產生的結構應力也會不同。本專利技術通過篩選，保證同一層狀固體浮力材料中所選用的塊狀固體浮力材料，甚至整個輕量化固體浮力材料構件所選用的所有塊狀材料的密度基本一致，達到抗結構應力的能力基本一致，減少開裂的風險。
16、作為優選，相鄰條狀固體浮力材料之間錯縫相接，錯縫距離不小于50mm；
17、相鄰層狀固體浮力材料之間錯縫相接,錯縫距離不小于50mm。本專利技術浮力材料構件在拼接過程中，相鄰條狀材料之間、相鄰層狀材料之間避免存在通縫拼接，從而進一步減少塊狀材料之間、條狀材料之間以及層狀材料之間的粘接應力。
18、作為優選，還包括以下步驟：
19、5)對輕量化固體浮力材料構件毛坯進行外部整形，得到輕量化固體浮力材料構件。所述外部整形是指達到輕量化固體浮力材料構件所需的形狀及尺寸。
20、相比現有技術，本專利技術有以下優點和效果：
21、(1)本專利技術提供的輕量化固體浮力材料構件的低應力粘接方法，對比已有技術，改進后工藝方法使拼接結構更合理，減少標準塊之間、條塊之間以及層塊之間的粘接固化導致的結構應力；
22、(2)本專利技術提供的輕量化固體浮力材料構件的低應力粘接方法，通過篩選密度基本一致的塊狀固體浮力材料作為原料，達到了塊材力學性能一致，在使用過程中抗結構應力能力增強；
23、(3)本專利技術提供的輕量化固體浮力材料構件的低應力粘接方法，通過減少層狀固體浮力材料的粘接面積，層與層之間形成間隙，形成透水結構，在水壓作用下使層與層之間所受的水壓力相互抵消，減少浮力塊之間的結構應力；
24、(4)本專利技術提供的輕量化固體浮力材料構件的低應力粘接方法，構件正浮力損失小。對構件吊裝部位進行4倍自重承載試驗，起吊三次，每次五分鐘后檢查吊耳無裂紋，粘接部位無裂紋。對構件高水壓下進行吸水率測試，無開裂等不合格現象，產品合格率顯著提升，達100％。解決了在高水壓下輕量化固體浮力材料構件易開裂的難題。
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1.一種輕量化固體浮力材料構件的低應力粘接方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1或2所述的輕量化固體浮力材料構件的低應力粘接方法，其特征在于，上下相鄰的層狀固體浮力材料之間存在0.5～1mm的拼接縫隙。
3.根據權利要求1或2所述的輕量化固體浮力材料構件的低應力粘接方法，其特征在于，上下相鄰的層狀固體浮力材料之間的粘接部位設置在靠近輕量化固體浮力材料構件的安裝點或者吊裝點的位置。
4.根據權利要求1或2所述的輕量化固體浮力材料構件的低應力粘接方法，其特征在于，所述層狀固體浮力材料垂直于所述固體浮力材料構件的安裝方向或者吊裝方向。
5.根據權利要求1或2所述的輕量化固體浮力材料構件的低應力粘接方法，其特征在于，每個層狀固體浮力材料中，所包含的塊狀固體浮力材料之間的密度差在0.01g/cm3以下。
6.根據權利要求5所述的輕量化固體浮力材料構件的低應力粘接方法，其特征在于，所述輕量化固體浮力材料構件中，所包含的塊狀固體浮力材料之間的密度差在0.01g/cm3以下。
7.根據權利要求1或2所述的輕量化
8.根據權利要求1或2所述的輕量化固體浮力材料構件的低應力粘接方法，其特征在于，還包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種輕量化固體浮力材料構件的低應力粘接方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1或2所述的輕量化固體浮力材料構件的低應力粘接方法，其特征在于，上下相鄰的層狀固體浮力材料之間存在0.5～1mm的拼接縫隙。
3.根據權利要求1或2所述的輕量化固體浮力材料構件的低應力粘接方法，其特征在于，上下相鄰的層狀固體浮力材料之間的粘接部位設置在靠近輕量化固體浮力材料構件的安裝點或者吊裝點的位置。
4.根據權利要求1或2所述的輕量化固體浮力材料構件的低應力粘接方法，其特征在于，所述層狀固體浮力材料垂直于所述固體浮力材料構件的安裝方向或者吊裝方向。
5.根據權利要求1或2所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：董為云，席運橋，葉斌，高建洲，呂浪，劉顯才，劉青松，張圣華，黃濤，
申請(專利權)人：宜昌測試技術研究所，
類型：發明
國別省市：
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