報廢輕武器毀形方法研究

劉延春，皇甫列鋒，王維，孫忠一，張意隆

（32682 部隊，濟南 250310）

我軍自建國以來，輕武器得到了長足的發展，多次對輕武器裝備進行更新換代，相對應的是大量的報廢輕武器退役后儲存在部隊庫房內，占用了大量的庫容，給各級管理和安全帶來了很大的負擔，影響了戰斗力的提升。我軍雖然在報廢輕武器銷毀方面開展了積極的探索，但目前處廢能力相對不足，銷毀工藝規程、操作技術規范不完善，專用銷毀拆解機具設備欠缺[1-2]。因此，盡快銷毀報廢輕武器，實現 “騰籠換鳥”目標，是一項迫切的任務，而毀形是輕武器銷毀的核心環節，需要研究探索。文中根據報廢輕武器銷毀的難點、原則要求，結合現有技術手段探索了幾種報廢輕武器毀形方法。

1 銷毀難點

輕武器由于結構特殊、制造工藝高、社會危害性大[4]，在銷毀過程中主要存在以下幾個難點。

1）毀形困難。輕武器由于材質特殊、加工工藝特別（硬度要求HRC25～HRC55）[5]，常規方法難以毀形，尤其是對長槍（各種步槍、沖鋒槍、機槍）槍管毀形要求是留取長度不得長于20 mm，或將其從中間割開，加大了毀形難度。

2）管理難度大。現已報廢的輕武器種類、型號較多，大小規格復雜[6-7]，而且一件輕武器拆解后分成了多個部件，數量和形態變化給管理工作帶來更大的難度和壓力。

3）社會危害性高。報廢輕武器退役后其殺傷性能未完全消失[8]，一旦流入社會，就會形成巨大的安全隱患[9]。

2 銷毀原則

報廢退役輕武器銷毀是一項敏感性大、安全要求高的工作，它涉及國家安全、社會穩定及軍隊形象等重大問題[10]，結合輕武器銷毀難點，筆者認為在開展輕武器銷毀時應遵循以下原則。

1）保證安全。安全問題關系到報廢輕武器銷毀工作能否正常、順利地開展，進而也關系到能否實現處理目標。報廢輕武器由于其特殊性，保證安全應擺在銷毀工作的第一位。

2）毀形徹底。根據《退役報廢武器處理技術規范》要求，銷毀輕武器主要分為出庫、拆卸、毀形、回收、煉鋼等五大步驟，其中毀形是徹底消除其殺傷性能，消除安全隱患的必要環節，是整個銷毀工作的核心。因此，在開展輕武器銷毀時必須做到毀形徹底，達到 “不能使用、不能拼裝、不能修復” 的標準[11]。

3）兼顧效益。報廢輕武器銷毀活動也是一種經濟活動[12]，提高經濟效益是一般要求。在銷毀過程中，一方面，要考慮投入資金的規模；另一方面，要考慮回收效益，應盡可能地提高軍費的使用效益。

4）注重環保。隨著人們對生態環境質量要求的日益提高和總體環境狀態的不斷惡化，國家和人民越來越重視環保問題，國家和軍隊制定和頒布了一系列環保法規[3]。因此，在銷毀過程中，要嚴格貫徹落實國家和軍隊的有關規定，盡量減少對環境的污染。

3 處理方法分析研究

根據報廢武器銷毀原則，結合現有技術手段，對以下幾種毀形技術手段進行探索研究。如圖1 所示。

圖1 常用毀形技術方法Fig.1 Commonly used destruction technique

3.1 切割

利用切割機、液壓剪等工具設備，對輕武器及其零部件進行分段切割毀形，使其喪失軍事功能，無法修復拼裝。目前常用的切割技術有以下六種。

3.1.1 機械切割

在重工業中，機械切割是對板材粗加工的一種常用方式，屬于冷切割[13]。其實質是被加工的金屬受剪刀擠壓而發生剪切變形并減裂分離的工藝工程。機械切割具有設備投入少，市場采購范圍廣，操作簡單的特點。但也存在剪刀硬度普遍低于槍械部件硬度，不適宜長時間工作的缺點。

為驗證機械切割對輕武器的毀形效果，采用液壓剪對14.5 mm 的槍管進行切割試驗，如圖2 所示。經試驗，14.5 mm 槍管在液壓鉗作用下出現較深壓痕，未切斷，如圖3 所示。說明一般設備不能或者快速完成槍械的切割，該技術無法直接應用于輕武器毀形。

圖2 機械切割試驗Fig.2 Mechanical cutting test

3.1.2 水切割

水切割，又稱水刀，即高壓水射流切割技術，是一種利用高壓水流切割機器[14]在電腦的控制下能任意雕琢工件，而且受材料質地影響小。該方法的優勢是超高壓水刀可切割較厚和堅硬材料，設備易操作，并可通過電腦編程刀具路徑，實現非直線切割。存在的難點是設備投資大，維護成本高，作業噪音高，磨料產生的環境污染比較嚴重，作業效率低。水切割系統更適用于危險品處理、易燃易爆品切割作業，不適合批量銷毀輕武器。

圖3 切割試驗效果Fig.3 Effect of cutting test

3.3.3 線切割

電火花線切割機屬電加工范疇，又稱線切割。線切割可以分為快走絲線切割，中走絲線切割，慢走絲線切割，是近幾年發展的新工藝[15]。該方法存在的難點是切割金屬速度很慢，有時需要另外穿孔、穿絲才能進行切割；設備單體價格高，耗材貴，該技術不適用于槍械毀形。

3.1.4 氣切割

火焰切割即氣切割，傳統的是使用乙炔氣切割，后來用丙烷，現在出現了天然氣切割。由于天然氣儲量豐富、價格便宜、無污染等特性，已經成為火焰切割的首選[16]。該技術是切割常用方式，操作相對簡單。存在的困難是火焰切割易受氧氣純度、金屑雜質、燃氣純度、切割速度等因素影響，操作人員需要一定的技術水平。該技術不適合大批量輕武器毀形作業。

3.1.5 激光切割

激光切割是利用經聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達到燃點，同時借助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質，從而實現將工件割開。該技術的優勢是加工精度高、速度快，適用板材、管材和非金屬材質加工[17]。存在的難點是設備投資成本在所有的切割方式中是最高的，使用維護成本也相當高。

為驗證激光切割對輕武器的毀形效果，選用了激光切割機對14.5 mm 的槍支進行切割試驗，如圖4 所示。在切割過程中，由于管徑小，高速氣流難以吹除廢料，容易在槍管中堆積，導致槍管無法直接切透，如圖5 所示。只能旋轉切割，而且每次旋轉都需要重新用夾具固定工作，效率較低，不利于批量銷毀切割。

3.1.6 等離子切割

等離子弧切割是利用高溫等離子電弧的熱量使工件切口處的金屬局部熔化（和蒸發），并借高速等離子的動量排除熔融金屬，以形成切口的一種加工方法。該技術的優勢是等離子切割配合不同的工作氣體，可以切割氧氣難以切割的金屬，切割厚度不大的金屬時，速度非常快[18]；難點是使用成本較高，切割厚度受功率影響較大，噪音污染高，煙氣有毒害，弧光對眼睛和皮膚容易灼傷。為驗證等離子切割對輕武器的毀形效果，選取14.5 mm 的槍管進行試驗，如圖6 所示。經過試驗，槍管未切斷，如圖7 所示。說明中空管件無法順利引弧，不能一次切透，只能旋轉切割，效率較低，而且污染較重，對人體傷害較大，不利于批量銷毀切割。

圖4 激光切割試驗Fig.4 Laser cutting test

圖5 激光切割試驗效果Fig.5 Effect of laser cutting test

圖6 等離子切割試驗Fig.6 Plasma cutting test

圖7 等離子切割試驗效果Fig.7 Effect of plasma cutting test

3.2 粉碎

廢鋼破碎機是一種能將廢鋼、廢鐵、鋼渣、鐵渣、下角料等各類廢舊金屬破碎再利用的機械設備。通過高速旋轉產生的轉速，對廢金屬進行砸、撕、破碎的處理，使廢金屬處理成塊狀或顆粒狀[19]。該技術的優勢是在破碎中可將廢鋼表面的鐵銹、油漆等表面污物剝離，再在磁選設備的作用下，得到一定塊度規格的純凈破碎鋼，滿足鋼廠 “精料入爐” 的要求；難點是輕武器部件金屬HRC（洛式硬度）較大，破碎機絞刀對輕武器進行破碎比較困難，難以形成符合標準規格的殘件，且無法滿足長時間工作要求。

為驗證破碎機對輕武器的毀形效果，選用兩種參數（見表1）的破碎機對14.5 mm 的槍管進行試驗。經過試驗，兩種破碎機均無法對槍管進行完全破碎，如圖8 所示。該試驗說明該技術直接用于輕武器毀形存在很大局限性。

表1 破碎機參數Tab.1 Crusher parameters

圖8 破碎機毀形試驗效果Fig.8 Effect of crusher destruction test

3.3 鍛壓

鍛壓是鍛造和沖壓的合稱，是利用鍛壓機械的錘頭、砧塊、沖頭或通過模具對坯料施加壓力，使之產生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的制件的成形加工方法[20]。該技術手段的優勢是毀形徹底，不用大部分解就可以整體鍛壓。存在的難點是槍機體等部件硬度高，單純鍛壓需要更高壓力，加大了設備投入。

3.4 熔煉

將鋼鐵材質的軍械裝備或零部件直接投入煉鋼爐中進行熔煉，使之熔化成鋼水。熔煉是報廢輕武器毀形的最終形式，具有毀形徹底的優勢。在實際應用中還存在兩個難點，若在部隊建立煉鋼爐，設備投入大，經濟效益較低。若依托煉鋼廠進行熔煉，在轉運過程中不可控因素較大，增加了安全隱患。

3.5 多種技術組合應用

通過分析及部分驗證試驗得知，單一的技術手段難以對輕武器進行徹底毀形，其優勢及缺點見表2。可以考慮采用多種技術組合運用的方式對輕武器進行毀形。

3.5.1 加熱和鍛壓技術

通過加熱技術，改變槍械硬度和塑性，然后再對輕武器進行鍛壓應該會更容易些，而且感應加熱和鍛壓可建成流水線形式，自動化程度較高。為了驗證毀形效果，文中采用“中頻加熱和液壓沖壓” 技術方案對56 式半自動步槍進行試驗驗證，加熱設備型號見表3。加熱試驗如圖9 所示。

表3 加熱設備參數Tab.3 Parameters of heating equipment

加熱完畢后，采用油壓機-500 對試件進行鍛壓試驗。試驗顯示，能夠輕易將槍管壓扁毀形，其他部件也相應密實成一體，如圖10 所示。結果表明該方案使用中頻加熱，不需完全熔化，時間短、效率高、操作簡單。可通過自動化線設計，減少人工參與，降低管控安全風險和人員勞動強度，提高工作效率。該方案比較適合輕武器毀形作業。

圖9 加熱試驗Fig. 9 Heating test

圖10 鍛壓效果Fig.10 Effect of forging

3.5.2 加熱和粉碎技術

通過試驗表明，普通破碎機無法對槍管進行完全破碎。為此，文中設計了 “加熱和粉碎” 技術方案，即過感應加熱退火的方式降低金屬硬度，再進行破碎。為了驗證該方案的可行性，采取了兩種試驗方法。第一種是采用了IGBT 中頻感應加熱設備對14.5 mm的槍管進行加熱退火，如圖11 所示。然后采用110 kW破碎機對退火后的槍管進行破碎試驗，槍管脆性增大，但破碎效果一般，殘件規格隨意性大。未能達到徹底毀形的要求，試驗效果如圖12 所示。

圖11 加熱試驗Fig.11 Heating test

圖12 破碎機毀形試驗效果Fig.12 Effect of crusher destruction test

第二種是采用 IGBT 中頻感應加熱設備對14.5 mm 的槍管加熱后，立即投入到破碎機中進行破碎試驗，試驗效果如13 所示。從試驗效果來看，經過感應加熱處理后，槍管材料的機體硬度、脆性下降，韌性提高，槍管斷裂、撕碎難度增加，且容易與絞刀發生粘連，沒有達到預期效果。經過兩種試驗，說明該技術方案不適合輕武器批量銷毀。

圖13 破碎機毀形試驗效果Fig.13 Effect of crusher destruction test

4 結語

首先對輕武器銷毀存在的難點進行了分析，并提出了輕武器銷毀原則。根據銷毀原則要求，結合報廢輕武器自身特點，重點分析了常用毀形技術應用于輕武器毀形的優勢、難點及應用可行性，并對部分毀形技術開展了驗證試驗。通過分析，單一的毀形技術難以達到徹底毀形的要求。在此基礎上，提出了多種技術組合運用進行毀形的思路，設計了“加熱和鍛壓技術”和“加熱和粉碎技術”兩種技術方案。通過試驗，“加熱和鍛壓技術” 能夠將56 式半自動步槍進行徹底毀形，具有效率高、操作簡單等特點。下一步，可針對不同類型槍械綜合設計，使其能夠滿足對所有槍械毀形的要求，為提高毀形效率，可設計成輕武器毀形自動化流水線。