CN114888424A - 一种可同步抑尘减害的环保型爆炸焊接复合板生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种可同步抑尘减害的环保型爆炸焊接复合板生产方法，首先将基层板和复层板的待结合面去氧化层处理；其次将基层板水平放置于地基之上，并在基层板的顶部待结合面均匀布放高度一致的支撑体，然后将复层板的待结合面朝下放置于支撑体的顶部；然后在复层板的顶部放炸药盒，在炸药盒内均匀布放膨化硝铵炸药；接着在膨化硝铵炸药顶部铺设塑料薄膜，而后在炸药盒内由塑料薄膜所形成的容腔中注入清水；然后将雷管经塑料薄膜与炸药盒侧壁之间间隙，并贴靠炸药盒的内壁中部垂直插入到膨化硝铵炸药中；最后引爆雷管，完成爆炸焊接。本发明在爆破的同时可同步实现降低粉尘、降低有害气体扩散的效果，简洁有效、安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及爆炸焊接技术领域，具体为一种可同步抑尘减害的环保型爆炸焊接复合板生产方法。
背景技术
众所周知，爆炸焊接作为一种特殊的焊接技术，其装药形式和一般的工程爆破有很大的区别，其爆破时对周围的环境也有自己的特点。由于爆炸焊接为裸露装药，爆炸产生的粉尘、有害气体不受阻碍的向四周传播、扩散，对爆点周围一定距离的植被和人畜产生不利影响。为了减少上述粉尘、有害气体对周边环境的影响，现有技术中已公开的有关文献已分别对使用的炸药种类、炸药含水量、炸药的氧平衡等进行过研究，以期找到影响有害气体产生的关键数据，并试图在爆点周围建立挡波墙来阻碍粉尘和有害气体的远距离传播，也有现有技术文献提出可以采用爆后立即对爆点进行喷雾洒水的方法降低粉尘和有害气体的聚集、扩散。以上文献提出的抑制粉尘、减小有害气体的方法虽然可行，但都存在效率严重低下、效果不佳的弊端，并不能直接有效的解决问题。况且随着近年来科学技术的持续发展和低碳环保的严格要求，爆炸焊接有害气体和粉尘对环境的消极影响越来越引起人们的重视，也对爆炸焊接有害气体与粉尘的环保处理提出来更高更严的标准与要求，面对爆炸焊接规模化生产，如何能简单、高效的抑制爆炸焊接粉尘和有害气体、开发出安全可靠、环保节能的新工艺则成为实现爆炸焊接规模化生产的关键问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有爆炸焊接过程中产生有害气体和粉尘，从而影响爆点周边环境的问题，设计出一种简洁有效、安全可靠的方法，达到减低粉尘、降低有害气体扩散的目的，实现快速、高效的爆炸焊接复合板生产，达到爆炸焊接复合板生产的低碳环保要求。
为实现本发明的目的，提供以下技术方案：
一种可同步抑尘减害的环保型爆炸焊接复合板生产方法，包括以下步骤：
步骤一、板材处理：
将基层板和复层板的待结合面去氧化层处理；
步骤二、板材布放：
将基层板水平放置于地基之上，并在基层板的顶部待结合面均匀布放高度一致的若干个支撑体，然后将复层板的待结合面朝下放置于若干个支撑体的顶部，并使基层板和复层板位置垂直对应；
步骤三、炸药布放：
在复层板的顶部四周分别粘接放置尺寸对应的灰板纸，多个灰板纸共同围合形成炸药盒，在炸药盒内均匀布放膨化硝铵炸药，并使膨化硝铵炸药的表面保持水平；
步骤四、薄膜布放：
在步骤三所述的膨化硝铵炸药顶部铺设可将其完全覆盖的塑料薄膜，并使塑料薄膜紧贴炸药盒的四周内壁后向外伸出炸药盒的四周，而后在炸药盒内由塑料薄膜所形成的容腔中注入清水；
步骤五、雷管布放：
掀开炸药盒短边中部处的塑料薄膜，将雷管经塑料薄膜与炸药盒侧壁之间间隙，并贴靠炸药盒的内壁中部垂直插入到膨化硝铵炸药中；
步骤六、爆炸焊接：
引爆雷管，完成爆炸焊接，得到金属复合板。
作为优选地，步骤一中，板材处理的方式采用60目千叶轮抛光，去除板材待结合面的氧化层和油污，至板材待结合面无麻点、皱褶出现，粗糙度不大于2um。
作为优选地，所述复层板的四周边缘均延伸出基层板的四周边缘至少20mm。
作为优选地，步骤二中，所述支撑体呈V型结构，并按照菱形结构布放，任意相邻的两个支撑体之间的间距至少为200mm，支撑体的高度为6-10mm。
作为优选地，步骤三中，所述炸药盒的壁厚为1.5-2mm，高度为65-80mm，膨化硝铵炸药的布放厚度30-40mm。
作为优选地，步骤四中，所述清水的注入高度为20-25mm。
作为优选地，步骤五中，所述雷管插入膨化硝铵炸药内的深度为14-16mm。
作为优选地，所述基层板的厚度为30-50mm、宽度为1180-2000mm、长度为4500-5500mm；所述复层板的厚度为2-4mm、宽度为1220-2040mm，长度为4540-5540mm。
作为优选地，所述基层板为低合金钢Q345R，所述复层板为哈氏合金C276或哈氏合金C22或哈氏合金B2。
本发明采用以上的技术方案，具有以下几点有益效果：.
1、采用本发明生产的哈氏合金C276金属复合板，经无损检测、力学试验表明，其结合强度、复合率、力学性能等指标均达到或超过了国家标准GB/T 8165、行业标准NB/T47002.1的技术要求；经大规模应用于多晶硅装备制造，技术参数完全符合其服役环境、温度和压力等苛刻条件下的要求，并已经实现进口替代。
2、采用本发明生产哈氏合金C276金属复合板过程中，由于炸药爆炸时，其上的水层瞬间雾化并迅速凝结捕捉有害气体、浮尘等，大大减轻爆炸焊接烟尘对周边环境的有害影响，相比较于传统的爆后喷水降尘，阻波墙阻碍有害气体扩散等方法，简单易行、省时省力、快捷高效，其降尘效果优于传统降尘方法，有效解决了传统爆炸焊接生产中存在的烟尘，粉尘污染严重问题。
3、采用本发明生产哈氏合金C276金属复合板过程中，由于炸药上面为一定量的水层，水的重量均匀的施力于炸药之上，使得水层下面的炸药密度增加，根据炸药的爆炸性能，炸药密度增加，炸药的爆力猛度也相应增加，由此可知单位炸药使用量相应减小，另外，由于炸药上面水层的覆盖，也会阻挡一部分炸药能量的外泄，增加对复层板的做功能力，所以本发明也可以起到一定的节能效果。
附图说明
图1为本发明爆炸焊接方法的装置结构示意图。
图中标记：1、地基，2、基层板，3、支撑体，4、复层板，5、炸药盒，6、膨化硝铵炸药，7、塑料薄膜，8、清水，9、雷管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明实施方案如下：一种可同步抑尘减害的环保型爆炸焊接复合板生产方法，包括以下步骤：
步骤一、板材处理：
将基层板2和复层板4的待结合面去氧化层处理；
步骤二、板材布放：
将基层板2水平放置于地基1之上，并在基层板2的顶部待结合面均匀布放高度一致的若干个支撑体3，然后将复层板4的待结合面朝下放置于若干个支撑体3的顶部，并使基层板2和复层板4位置垂直对应；
步骤三、炸药布放：
在复层板4的顶部四周分别粘接放置尺寸对应的灰板纸，多个灰板纸共同围合形成炸药盒5，在炸药盒5内均匀布放膨化硝铵炸药6，并使膨化硝铵炸药6的表面保持水平；
步骤四、薄膜布放：
在步骤三所述的膨化硝铵炸药顶部铺设可将其完全覆盖的塑料薄膜7，并使塑料薄膜7紧贴炸药盒5的四周内壁后向外伸出炸药盒5的四周，而后在炸药盒5内由塑料薄膜7所形成的容腔中注入清水8；
步骤五、雷管布放：
掀开炸药盒短边中部处的塑料薄膜7，将雷管9经塑料薄膜7与炸药盒5侧壁之间间隙，并贴靠炸药盒5的内壁中部垂直插入到膨化硝铵炸药6中；
步骤六、爆炸焊接：
引爆雷管，完成爆炸焊接，得到金属复合板。
进一步的，步骤一中，板材处理的方式采用60目千叶轮抛光，去除板材待结合面的氧化层和油污，至板材待结合面无麻点、皱褶出现，粗糙度不大于2um。
进一步的，所述复层板4的四周边缘均延伸出基层板2的四周边缘至少20mm。
进一步的，步骤二中，所述支撑体3呈V型结构，并按照菱形结构布放，任意相邻的两个支撑体3之间的间距至少为200mm，支撑体3的高度为6-10mm。
进一步的，步骤三中，所述炸药盒5的壁厚为1.5-2mm，高度为65-80mm，膨化硝铵炸药6的布放厚度30-40mm。
进一步的，步骤四中，所述清水8的注入高度为20-25mm。
进一步的，步骤五中，所述雷管9插入膨化硝铵炸药6内的深度为14-16mm。
进一步的，所述基层板2的厚度为30-50mm、宽度为1180-2000mm、长度为4500-5500mm；所述复层板4的厚度为2-4mm、宽度为1220-2040mm，长度为4540-5540mm。
进一步的，所述基层板2为低合金钢Q345R，所述复层板4为哈氏合金C276或哈氏合金C22或哈氏合金B2。
实施例1
板材选用：
基层板2采用Q345R低合金板，规格尺寸为厚度30mm，宽度为1180mm，长度4500mm；
复层板4采用哈氏合金C276板，规格尺寸为厚度2mm，宽度为1220mm，长度4540mm；
生产方法：
1），使用手提60*千叶轮清除基层板2和复层板4待结合面的氧化物和油污，并保证板面无麻点、皱折出现；
2），将基层板2水平放置于地基1之上，并在基层板2的顶部待结合面间隔200mm呈菱形结构均匀布放高度为6mm的若干个V型支撑体3，然后将复层板4的待结合面朝下放置于若干个V型支撑体3的顶部，并使基层板2和复层板4位置垂直对应，且复层板4的四周边均大于基层板2的四周边至少20mm；
3），在复层板4的顶部四周分别放置厚度为1.5mm、高度为65mm的灰板纸，灰板纸均用胶带固定在复层板4上，四个灰板纸共同围合形成炸药盒5，在炸药盒5内均匀布放高度为30mm的膨化硝铵炸药6，并使膨化硝铵炸药6的表面保持水平；
4），在膨化硝铵炸药6顶部铺设可将其完全覆盖的塑料薄膜7，并使塑料薄膜7紧贴炸药盒5的四周内壁后向外伸出炸药盒5的四周，而后在炸药盒5内由塑料薄膜7所形成的容腔中注入高度为20mm的清水8；
5），掀开炸药盒5短边中部的塑料薄膜7，将雷管9经塑料薄膜7与炸药盒5侧壁之间间隙，并贴靠炸药盒5的内壁中部垂直插入到膨化硝铵炸药6中，插入深度约14mm，最后引爆雷管9，完成爆炸焊接，得到尺寸为（2+30）×1180×4500mm的哈氏合金C276金属复合板，该种复合板大批量用于制造多晶硅还原炉装备。
实施例2
板材选用：
基层板2采用Q345R低合金板，规格尺寸为厚度50mm，宽度为2000mm，长度5500mm；
复层板4采用哈氏合金C276板，规格尺寸为厚度4mm，宽度为2040mm，长度5540mm；
生产方法：
1），使用手提60*千叶轮清除基层板2和复层板4待结合面的氧化物和油污，并保证板面无麻点、皱折出现；
2），将基层板2水平放置于地基1之上，并在基层板2的顶部待结合面间隔200mm呈菱形结构均匀布放高度为10mm的若干个V型支撑体3，然后将复层板4的待结合面朝下放置于若干个V型支撑体3的顶部，并使基层板2和复层板4位置垂直对应，且复层板4的四周边均大于基层板2的四周边至少20mm；
3），在复层板4的顶部四周分别放置厚度为2mm、高度为80mm的灰板纸，灰板纸均用胶带固定在复层板4上，四个灰板纸共同围合形成炸药盒5，在炸药盒5内均匀布放高度为40mm的膨化硝铵炸药6，并使膨化硝铵炸药6的表面保持水平；
4），在膨化硝铵炸药6顶部铺设可将其完全覆盖的塑料薄膜7，并使塑料薄膜7紧贴炸药盒5的四周内壁后向外伸出炸药盒5的四周，而后在炸药盒5内由塑料薄膜7所形成的容腔中注入高度为25mm的清水8；
5），掀开炸药盒5短边中部的塑料薄膜7，将雷管9经塑料薄膜7与炸药盒5侧壁之间间隙，并贴靠炸药盒5的内壁中部垂直插入到膨化硝铵炸药6中，插入深度约16mm，最后引爆雷管9，完成爆炸焊接，得到尺寸为（4+50）×2000×5500mm的哈氏合金C276金属复合板，该种复合板大批量用于制造多晶硅还原炉装备。
实施例3
板材选用：
基层板2采用Q345R低合金板，规格尺寸为厚度40mm，宽度为1500mm，长度5000mm；
复层板4采用哈氏合金C276板，规格尺寸为厚度3mm，宽度为1540mm，长度5040mm；
生产方法：
1），使用手提60*千叶轮清除基层板2和复层板4待结合面的氧化物和油污，并保证板面无麻点、皱折出现；
2），将基层板2水平放置于地基1之上，并在基层板2的顶部待结合面间隔200mm呈菱形结构均匀布放高度为8mm的若干个V型支撑体3，然后将复层板4的待结合面朝下放置于若干个V型支撑体3的顶部，并使基层板2和复层板4位置垂直对应，且复层板4的四周边均大于基层板2的四周边至少20mm；
3），在复层板4的顶部四周分别放置厚度为2mm、高度为70mm的灰板纸，灰板纸均用胶带固定在复层板4上，四个灰板纸共同围合形成炸药盒5，在炸药盒5内均匀布放高度为35mm的膨化硝铵炸药6，并使膨化硝铵炸药6的表面保持水平；
4），在膨化硝铵炸药6顶部铺设可将其完全覆盖的塑料薄膜7，并使塑料薄膜7紧贴炸药盒5的四周内壁后向外伸出炸药盒5的四周，而后在炸药盒5内由塑料薄膜7所形成的容腔中注入高度为22mm的清水8；
5），掀开炸药盒5短边中部的塑料薄膜7，将雷管9经塑料薄膜7与炸药盒5侧壁之间间隙，并贴靠炸药盒5的内壁中部垂直插入到膨化硝铵炸药6中，插入深度约15mm，最后引爆雷管9，完成爆炸焊接，得到尺寸为（3+40）×1500×5000mm的哈氏合金C276金属复合板，该种复合板大批量用于制造多晶硅还原炉装备。
实施例4
本实施例与实施例1基本一致，不同之处在于，所述复层板4采用哈氏合金C22，制得哈氏合金C22金属复合板。
实施例5
本实施例与实施例1基本一致，不同之处在于，所述复层板4采用哈氏合金B2，制得哈氏合金B2金属复合板。
上述实施例1-3所得到的哈氏合金C276金属复合板，结合强度达到了320-380Mpa（远高于210 Mpa标准），复合率100%，各项力学性能均在国家标准GB/T 8165、行业标准NB/T47002.1的技术要求范围内，上述实施例均可投入规模化生产，在应用于多晶硅装备制造领域中时，金属复合板的各项技术参数完全符合该领域下对服役环境、温度、压力等苛刻条件的要求，并已经实现了进口替代。
此外，在采用实施例1-3所进行的爆炸焊接生产中，由于清水层的存在，清水在爆炸能量的影响下，瞬间雾化所形成的水雾能够对因爆炸所产生的有害气体、浮尘扬尘等进行有效捕捉凝结，大大减轻了爆炸焊接烟尘对周边环境的有害影响，并且，清水8的注入量也是完全配合炸药量经过严格计算的，雾化的清水可以完全将布设的炸药所产生的浮尘和有害气体捕捉殆尽，不会存在雾化的水雾量不够的情况，相比于传统的爆炸后喷水降尘操作、阻波墙阻碍有害气体扩散等方法，主要优势在于：
1）传统方式均需要在爆破完成5min后，迅速将降尘设备，如雾炮车送入爆破现场，进行至少30min的喷雾降尘措施，然后人员才能进入到爆破现场，对金属复合板的焊接情况进行勘验，其最大的问题在于降尘的滞后性，在规模化生产中，这将付出大量的时间成本与工艺成本；
而本发明实施例在实践中则可以完全彻底的规避上述问题，主要在于，本发明在爆炸的同时，即已经通过雾化的清水实现了降尘，且降尘效果基本等同于采用雾炮车持续降尘30min以上的效果，由此使得，一方面，在爆炸后无需再额外使用喷雾降尘设备，节省了工艺成本，另一方面，爆炸与降尘具有同步性，规避了降尘滞后性的问题，在爆炸后人员可直接进入现场勘验，节省了时间成本。
2）传统方式只能对爆炸焊接现场的扬尘进行降尘处理，而对随爆炸焊接一同产生的一氧化碳、氮氧化物等有害气体则无法处理，只能随着降尘过程有限吸附一部分有害气体，而大量的有害气体仍需要等待自由扩散，对周遭环境造成很大影响；
而本发明实施例则可以在爆炸的同时，清水和炸药位于同一源头，爆炸瞬间通过雾化的水雾可通过浮尘直接吸附凝结大部分有害气体，在很大程度上阻却了有害气体的扩散，进而达到减害的效果。
此外，以在实践中最常用的喷水降尘与本实施例1进行对比，对爆炸焊接现场的降尘效果进行检测，具体如下：
降尘方法：
方法A：本实施例1的爆炸焊接方法；
方法B：雾炮车降尘，在爆炸中心10m范围内，连续降尘30min，其中，雾炮车使用河南双鑫消防环保设备制造有限公司生产的SX-30型号雾炮车；
检测环境：
爆炸焊接现场围绕爆炸点圆周10m范围内的环境；
检测设备：
CCZ1000通用矿用防暴直读式粉尘仪，青岛精诚仪器仪表生产；
检测方式：
爆炸焊接完成后的5min-30min，按5min/次的频次记录粉尘浓度数据，粉尘浓度单位为mg/m3；
检测结果如下表：
由上表可知：
1）采用雾炮车进行爆破后的降尘方式相比本发明来说，存在明显的滞后性，相反，本发明方法实现了爆炸与降尘的同步性；
2）采用雾炮车连续降尘30min才能达到可允许施工人员进入现场的降尘效果，而本发明方法完成爆炸焊接后的5min时，空气中粉尘浓度便已然趋近雾炮车连续降尘30min后的效果了，此时施工人员已可直接进入现场，基本相当于本发明自带“采用雾炮车连续降尘30min”的效果，相比之下，效果立见。
综上所述，本发明的爆炸焊接方法，具有显著的抑尘降尘效果，同时还兼具减少有害气体的效果，方法简单有效，并且安全可靠，能够投入规模化生产，这十分符合目前对行业领域环保的高标准要求。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
Claims (9)
1.一种可抑尘减害的环保型爆炸焊接复合板生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、板材处理：
将基层板（2）和复层板（4）的待结合面去氧化层处理；
步骤二、板材布放：
将基层板（2）水平放置于地基（1）之上，并在基层板（2）的顶部待结合面均匀布放高度一致的若干个支撑体（3），然后将复层板（4）的待结合面朝下放置于若干个支撑体（3）的顶部，并使基层板（2）和复层板（4）位置垂直对应；
步骤三、炸药布放：
在复层板（4）的顶部四周分别粘接放置尺寸对应的灰板纸，多个灰板纸共同围合形成炸药盒（5），在炸药盒（5）内均匀布放膨化硝铵炸药（6），并使膨化硝铵炸药（6）的表面保持水平；
步骤四、薄膜布放：
在步骤三所述的膨化硝铵炸药顶部铺设可将其完全覆盖的塑料薄膜（7），并使塑料薄膜（7）紧贴炸药盒（5）的四周内壁后向外伸出炸药盒（5）的四周，而后在炸药盒（5）内由塑料薄膜（7）所形成的容腔中注入清水（8）；
步骤五、雷管布放：
掀开炸药盒短边中部处的塑料薄膜（7），将雷管（9）经塑料薄膜（7）与炸药盒（5）侧壁之间间隙，并贴靠炸药盒（5）的内壁中部垂直插入到膨化硝铵炸药（6）中；
步骤六、爆炸焊接：
引爆雷管，完成爆炸焊接，得到金属复合板。
2.如权利要求1所述的一种可抑尘减害的环保型爆炸焊接复合板生产方法，其特征在于：步骤一中，板材处理的方式采用60目千叶轮抛光，去除板材待结合面的氧化层和油污，至板材待结合面无麻点、皱褶出现，粗糙度不大于2um。
3.如权利要求1所述的一种可同步抑尘减害的环保型爆炸焊接复合板生产方法，其特征在于：所述复层板（4）的四周边缘均延伸出基层板（2）的四周边缘至少20mm。
4.如权利要求1所述的一种可同步抑尘减害的环保型爆炸焊接复合板生产方法，其特征在于：步骤二中，所述支撑体（3）呈V型结构，并按照菱形结构布放，任意相邻的两个柱状支撑体（3）之间的间距至少为200mm，柱状支撑体（3）的高度为6-10mm。
5.如权利要求1所述的一种可同步抑尘减害的环保型爆炸焊接复合板生产方法，其特征在于：步骤三中，所述炸药盒（5）的壁厚为1.5-2mm，高度为65-80mm，膨化硝铵炸药（6）的布放厚度30-40mm。
6.如权利要求1所述的一种可同步抑尘减害的环保型爆炸焊接复合板生产方法，其特征在于：步骤四中，所述清水（8）的注入高度为20-25mm。
7.如权利要求1所述的一种可同步抑尘减害的环保型爆炸焊接复合板生产方法，其特征在于：步骤五中，所述雷管（9）插入膨化硝铵炸药（6）内的深度为14-16mm。
8.如权利要求1所述的一种可同步抑尘减害的环保型爆炸焊接复合板生产方法，其特征在于：所述基层板（2）的厚度为30-50mm、宽度为1180-2000mm、长度为4500-5500mm；所述复层板（4）的厚度为2-4mm、宽度为1220-2040mm，长度为4540-5540mm。
9.如权利要求1-8任一所述的一种可同步抑尘减害的环保型爆炸焊接复合板生产方法，其特征在于：所述基层板（2）为低合金钢Q345R，所述复层板（4）为哈氏合金C276或哈氏合金C22或哈氏合金B2。
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